Rapport final

BRGMIRP-54032-FR juin 2005

Étude réalisée dans le cadre des projets de Service public du BRGM 2005 EAU G17

Nom : J.F. Vernoux

Date : 12/07/05

Signature :

J

J.C. Martin

Approbateur :

Nom : J.F. Vernoux

Date : 12/07/05 I

Signature :

Gietrienrts Our une Jerre durabln

Mots clés : Arbonne-la-Forêt, ru de Rebais, nappe du Calcaire de Brie, inondation

En bibliographie, ce rapport sera cite de la façon suivante :

Martin J.C. (2005) - Avis sur la notice d'incidence du dispositif de rabattement de nappe de la maison de retraite (c la Forestiere N a Arbonne-la-Forêt (77), rapport final, BRGM/RP-54032-FR, 23 pages, 7 figures, 2 tableaux

O BRGM. 2005. ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans ïautorisalion expresse du BRGM

Avis sur la notice d'incidence du dispositif de rabattement de nappe de la maison de retraite ia Forestiere N à Arbonne-la-Forêt (77).

Synthèse

Dans le cadre de l'appui scientifique et technique aux services en charge de la police de l'eau, la DDAF de Seine-et-Marne a demandé au BRGM un avis sur la notice d'incidence du dispositif de rabattement de nappe de la maison de retraite (( la Forestière n a Arbonne-la-Forêt (772, et sur le dossier de demande d'autorisation pour un prélèvement d'eau souterraine de 100 m Ih et rejet vers le ru de Rabais (Etude Archambault Conseil - Novembre 2004)

La maison de la retraite est soumise a des inondations récurrentes en raison de la proximité de la nappe phréatique. La solution pour pallier ce problème est un système de pompage pour rabattre la nappe avec évacuation des eaux dans un affluant du ru de Rebais, ce qui augmente artificiellement le débit de ce dernier, risquant par la-même d'occasionner des inondations en aval. Le document d'incidence avait pour objectif d'évaluer ces impacts.

Le document d'incidence conclut à une absence totale d'impact, voire même à un impact favorable sur la qualité du cours d'eau. Ces conclusions devraient selon nous être nuancées et surtout découler d'une analyse comparative précise entre débits de pompage au droit de la maison de retraite et débit du ru de Rebais. Au vu des éléments présents dans le dossier, il semble néanmoins que l'impact soit limité (moins de 10 %).

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Avis sur la nolice d’incidence du dispositif de rabalternent de nappe de la maison de relraite c la Forestière D à Arbonne-la-Forêt (77).

Sommaire

1. Introduction ................................................................................................... 7 2. Données complémentaires fournies par le BRGM .................................... 9

2.1. ALTITUDE DU SOL - CARTE GEOLOGIQUE - PIEZOMETRIE DE LA NAPPE.9

2.2. COUPE HYDROGEOLOGIQUE NORD-OUEST SUD-EST

2.3. LOCALISATION ET ENREGISTREMENTS PIEZOMETRIQUES

3. Examen du rapport d’étude Archambault Conseil .................................. 19 3.1. LOCALISATION ET ALTITUDE DE LA MAISON DE RETRAITE

3.2. ALTITUDE DES FORMATIONS GEOLOGIQUES

3.3. ALTITUDE DE LA NAPPE ......................... 19

3.4. HYDROGRAPHIE ............................................. 20 3.5. IMPACT DU DISPOSITIF DE POMPAGE. ......................... 3.6. LES CONCLUSIONS DU RAPPORT ARCHAMBAULT CONSEIL

4. Conclusion .................................................................................................. 23

Liste des illustrations

Figure 1 - Localisation de la zone d’étude ............ Figure 2 -Altitude du sol (bassin versant de la rivière Ecole)

.............. ........................... 12

Figure 3 -Carte géologique et piézométries BE 1994 et HE

Figure 4 - Coupe hydrogéologique nord-ouest sud-est. .............................................. 14

Figure 5 -Profil au droit de la maison et altitudes respectives du sol, du sous-sol et des niveaux de la nappe (hypotheses BRGM). ................................................................... 15

Figure 6 - Localisation des piézomètres dans le voisinage du site d’étude. .......... Figure 7 - Enregistrements des piézomètres de Fontainebleau et Nanteau-sur-Essonne ...................................................................................................................................... 17

Tableau 1 -Altitudes respectives du terrain naturel et de la nappe de Beauce en situation de HE, de moyennes eaux et de BE ............................................................................. 10 Tableau 2 - Piézometres suivis en continu et situes dans le voisinage de la maison de retraite ........................................................................................................................... II

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Avis sur la notice d’incidence du dispositif de rabattement de nappe de la maison de reiraiie (( la Foresiiere x à Arbonne-la-Forêt (77),

Dans le cadre de l’appui scientifique et technique aux services en charge de la police de l’eau, la DDAF de Seine-et-Marne a demandé au BRGM un avis sur le rapport intermédiaire de la société d’étude Archambault Conseil en date du mois de novembre 2004 :

> notice d’incidence du dispositif de rabattement de nappe de la maison de retraite (( la Forestière )) à Arbonne-la-Forêt (77), et sur le dossier de demande d’autorisation pour un prélèvement d’eau souterraine de 100 m3/h et rejet vers le ru de Rabais (Etude Archambault Conseil - Novembre 2004)

Au cours de l’analyse du dossier transmis par la DDAF, il s’est avéré que le bureau d‘étude avait fait des mesures complémentaires de débit, en mars 2005. Le BRGM a demandé les résultats de cette campagne a la DDAF. Le bureau d’étude a transmis au BRGM ces résultats par courrier en date du 3 mai 2005 :

> campagne de jaugeage hautes eaux réalisée le 31 mars 2005 sur le ru de Rebais - mise à jour de l’annexe 4 de la notice d’incidence

Les paragraphes ci-dessous présentent un rappel du contexte (extraits partiels du rapport Archambault Conseil).

La maison de retraite (( La Forestière », située sur la commune d’Arbonne-la-Forêt (Figure 1) subit, depuis les travaux d’extension du sous-sol réalisés en 1996, des inondations du sous-sol par remontée de la nappe phréatique.

En 2001, les experts d’assurance ont choisi de mettre le bâtiment hors d’eau par rabattement de nappe en réalisant 33 forages de quelques mètres de profondeur dans la nappe du calcaire de Brie (également dénommée nappe de Beauce ou nappe de l’Oligocène). L’eau pompée, dont le débit varie de O à 100 m3/h en fonction de l’état piézométrique de la nappe, est rejetée dans le réseau d’eau pluviale de la commune dont l’exutoire est le ru du Rebais, affluent de la rivière Ecole. Ces travaux ont été réalisés en 2002 et le dispositif est opérationnel depuis décembre 2002.

Conformément à la législation, le maître d’ouvrage CGlS CIS MORNAY a commandé une notice d’incidence pour la demande d’autorisation de ce prélevernent et son rejet dans le milieu naturel.

Cette notice d’incidence a été réalisée dans un contexte difficile dans la mesure où le Syndicat intercommunal d’aménagement du ru de Rebais et de ses affluents a fait part a la DDAF 77, dans une lettre datée du 14 avril 2004, de ses inquiétudes face a une augmentation du débit du ru de la Prairie (affluent du ru du Rebais) depuis quelques mois qui pourrait causer des dégâts en aval.

Une première lecture du rapport Archambault Conseil montre que celui-ci présente quelques lacunes en particulier sur les niveaux de la nappe de Beauce au droit de la commune d’Arbonne- la-Forêt. Aussi, avons-nous fait précéder l’expertise par une présentation de données topographiques et piézométriques existantes mais non présentées dans la notice d’incidence, et

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Avis sur la notice d'incidence du dispositif de rabattement de nappe de la maison de retraite (1 la Forestière N a Arbonne-la-Forêt (77),

2. Données c o ~ ~ l é ~ e n ~ a î r e s fournies

La commune d'Arbonne-la-Forêt est située dans le bassin versant de I'Ecole. Les eaux de ruissellement de ce bassin sont drainées par le ru de Rebais, affluent de I'Ecole. et par son affluent le ru de la Grande Prairie. Les écoulements sont orientés en direction du nord-ouest.

Le bassin de I'Ecole est situé dans le contexte géologique de la nappe de Beauce. Celle-ci comprend localement (des terrains les plus récents aux plus anciens) : les calcaires d'Etampes, les sables de Fontainebleau, les calcaires de Brie, les argiles vertes et les calcaires éocènes.

On décrit ci-dessous ces données.

2.1. ALTITUDE DU SOL - CARTE GEOLOGIQUE - PIEZOMETRIE DE LA NAPPE. La Figure 2 présente les altitudes du sol, obtenues à partir d'un MNT au pas de 50 m, avec les limites du bassin de I'Ecole et ses principaux cours d'eau (la rivière Ecole, le ru de Rebais et le ru de la Grande Prairie). La commune d'Arbonne-la-Forêt et la maison de retraite sont situées en amonts des deux rus, à une altitude comprise entre 70 et 75 m NGF. On présente sur cette carte le tracé de la coupe présentée sur la Figure 4.

La Figure 3 (carte géologique et piézométries BE 1994 et HE 2003) présente d'une part la géologie du bassin avec la position des affleurements des différentes formations rencontrées, ainsi que les altitudes de la nappe de Beauce mesurées lors des campagnes réalisées en octobre 1994 (Basses Eaux) et en mars 2002 (Hautes Eaux de la nappe).

Les niveaux géologiques des calcaires d'Etampes, des sables de Fontainebleau et des calcaires de Brie sont les niveaux aquifères supérieurs de la nappe de Beauce. Ces niveaux, bien qu'ils présentent des facies différents donc des perméabilités différentes, sont en équilibre hydraulique et constituent un seul et même ensemble aquifère.

Les niveaux imperméables des argiles vertes séparent hydrauliquement les niveaux aquifères supérieurs des calcaires éocènes sous-jacents.

La nappe de Beauce a fait l'objet de deux campagnes piézométriques à des situations hydroclimatiques extrêmes : en période de Basses Eaux en octobre 1994 et en période de Hautes Eaux en mars 2003. Les résultats de ces campagnes sont indiqués sur cette carte. Dans les deux cas, les écoulements de la nappe ont une orientation principale nord-est sud-ouest. La partie supérieure de la nappe est drainée par le réseau hydrographique et alimente ainsi, par débordement, I'Ecole et ses affluents. II est ainsi possible d'évaluer l'altitude de la nappe de Beauce au droit de la commune d'Arbonne-la-Forêt en situation de Hautes Eaux et de Basses Eaux.

Ces différentes informations sont tirées des documents suivants :

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Avis sur la nolice d'incidence du disposilif de rabattement de nappe de la maison de retraiie a la Forestière x a Arbonne-la-Forêt (77).

3. Examen rchambault Conseil

Le rapport Archambault Conseil présente le projet de pompage pour le rabattement de la nappe après une description du site et un rappel des données.

3.1. LOCALISATION ET ALTITUDE DE LA MAISON DE RETRAITE.

La Maison de retraite La Forestière )) est située dans le bourg de la commune d'Arbonne-la- Forêt, le long de la rue de la mairie. On trouve cette information sur les schémas suivants : figure 2 page 7, plan masse de l'annexe 6, carte de l'annexe 7.

II est écrit dans le Chapitre 5 - Topographie, en page 8, que (( la maison de retraite se situe à la côte 72 m NGF, le sous-sol inondé se situe à la cote moyenne de 70.90 m NGF ». Les coupes géologiques des forages et des mini-puits indiquent une côte entre 72 et 73 m NGF.

II y a une incertitude sur l'altitude de référence du terrain naturel dans la mesure où la lecture de la carte de la figure 1 (page 6 du même rapport) indique une altitude au centre du bourg comprise entre 73 et 74 m NGF. L'altitude de 72 m NGF correspondrait plutôt à la cote des terrains situes 500 m plus au sud au lieu-dit (( les Pâtis ». II est par ailleurs difficile de localiser sans ambiguité la maison de retraite sur la carte de la figure 1 car celle-ci n'est pas spécifiquement marquée. On trouve sur cette carte deux cercles qui sont sans doute à l'origine de l'incertitude sur les altitudes.

La cote moyenne indiquée pour le sous-sol (70.90 m NGF) correspondrait à une hauteur du sous- sol - par rapport à 72 m au sol - de 1.1 m. Cette valeur n'a pas d'intérêt dans la mesure où le sous- sol est vraisemblablement plus profond et qu'en matière d'inondation c'est bien l'altitude du point le plus bas qui compte.

3.2. ALTITUDE DES FORMATIONS GEOLOGIQUES.

Dans le Chapitre 6 - Géologie, on trouve en page 9 des incohérences sur les altitudes de la description lithologique.

3.3. ALTITUDE DE LA NAPPE.

Dans le Chapitre 7 - Hydrogéologie, au paragraphe (( Piézométrie et fluctuation de la nappe », il est écrit que l'on ne dispose pas de suivi permanent de la piézométrie de la nappe de Brie, mais on conclue malgré tout que les fluctuations ne doivent varier que de quelques dizaines de centimètre.

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Avis sur la notice d'incidence du disposilif de rabattement de nappe de la maison de retraite N la Forestière x à Arbonne-la-Forêt (77),

L'examen des cartes piézometriques existantes (BE 94 et HE 2002) indiquent des amplitudes d'au moins 3'5 m (voir paragraphe 2.2 du présent document). Les piézometres de Fontainebleau et Nanteau indiquent quant a eux des fluctuations de 1 m a 1.5 m (Figure 7).

Aucune indication précise n'est donnée sur la profondeur réelle ou supposée de la nappe dans le voisinage de la maison de retraite, si ce n'est (en page 11 en haut de page) une référence a une profondeur de O à 2 m, trouvée sur les forages voisins sans préciser d'avantage ce point important. II s'agit là d'une profondeur faible avec des risques de remontée de nappe défavorables a la construction d'un sous-sol.

3.4. HYDROGRAPHIE.

Le Chapitre 8 - Hydrographie fait le point sur les problèmes d'écoulement le long de la vallée du ru du Rebais.

Les débits ponctuels, présentes dans le tableau de la page 12, montrent que les 100 m3/h (28 l/s) qui seraient rejetés par la maison de retraite représenteraient l'essentiel des débits du ru de la Grande Prairie. situé en aval immédiat du bourg d'Arbonne, et 15 a 20 % des débits du ru du Rebais en amont du Château de Fleury.

Comme il est dit très justement dans le rapport, les affleurements des argiles vertes entre Arbonne et Cély sont vraisemblablement la raison principale de l'augmentation des débits du ru du Rebais entre ces deux communes. II faut toutefois rappeler (voir chapitre 2.2 de cette expertise) que l'orientation principale des écoulements de la nappe est dirigée vers le sud-ouest, et non pas en direction de la vallée du ru du Rebais.

II existe également un contexte défavorable aux écoulements de surface dont la liste est indiquée en page 13.

II est écrit en haut de page 14 que le (( réseau devient incapable d'évacuer les eaux de ruissellement et engendre des inondations ». II serait utile pour une meilleure compréhension des causes et des responsabilités des inondations de connaître, pour l'ensemble du tracé du ru du Rebais, le profil en long de celui-ci, et le débit maximum admissible par chacun de ses tronçons. Ceci permettrait de mieux se rendre compte des rejets de la maison de retraite par rapport aux débits existants.

3.5. IMPACT DU DISPOSITIF DE POMPAGE.

- sur les eaux souterraines :

Un calcul théorique des rabattements induits par les pompages est présenté au Chapitre 13 - incidence du projet.

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Avis sur la notice d'incidence du disposilif de rabaiiemeni de nappe de la maison de relraile (( la Foresiiere x a Arbonne-la-Forêi (77),

II est signalé plusieurs forages inexploités : 1 forage de 4 m de profondeur et 4 piézometres de 8 mètres de profondeur. Ces forages ont servi lors des essais préliminaires au pompage et lors des études de sol.

On recommande d'équiper 1 ou 2 de ces forages d'appareils de mesure en continu des niveaux de la nappe afin de mesurer à la fois les rabattements induits par les pompages et les fluctuations naturelles de la nappe.

- sur les eaux de surface :

Deux campagnes de mesure ont été réalisées en août et septembre 2004 afin de connaître le pourcentage des débits de rejet par rapport au débit total du ru du Rebais (mesuré sur 8 stations). L'estimation actuelle indique un pourcentage qui n'excèderait pas 8,5 % du débit total du ru du Rebais. Les données complémentaires transmises par Archambault Conseil (campagne de mars 2005) montrent des débits du ru plus importants, ce qui est logique, ces débits doivent être comparés à des rejets à la même période. Le débit de rejet dans le ru varie de O à 28 IIs dans le ru en fonction de la saison (tableau p. 22). II semble a priori surprenant que des pompages aient lieu en août et octobre mais pas en septembre ou que les pompages soient aussi importants en juin-juillet qu'en hiver.

La zone sensible aux inondations est située entre les stations de jaugeage 9 et 10. A la station 9. le débit passe de 134 Ils en août 2004 a 259 Ils en mars 2005. II faudrait donc comparer ces débits, ainsi que ceux des autres stations, aux débits de pompages de la maison de retraite aux mêmes périodes. Le débit moyen pompé et rejeté en hiver est de 28 Ils, d'apres le tableau de la page 22. Le ratio serait alors d'un peu plus de 10 %, pour une année hydrologique (2004-2005) plutôt déficitaire. En année humide, ce ratio devrait théoriquement être encore plus faible.

II est écrit par ailleurs (bas de page 22) que a les débits prélevés par ces pompages viendraient diminuer d'autant les débits des sources situées en aval ». Ce résultat n'est pas garanti dans la mesure où l'écoulement de la nappe ne se fait pas préférentiellement en direction de la vallée du ru du Rebais, mais en direction du sud-ouest. Les débits pompés viendraient alors s'ajouter aux débits des sources dans les cours d'eau.

3.6. LES CONCLUSIONS DU RAPPORT ARCHAMBAULT CONSEIL.

Dans ses conclusions, le rapport Archambault Conseil avance un certain nombre d'affirmations optimistes, telles que (( incidence qualitative quasi nulle », a incidence quantitative plutôt bénéfique », (( ce rabattement de nappe concoure à améliorer la situation des caves », (( incidence bénéfique car elle permet de diluer les effluents ».

Même s'il semble que les débits pompés au droit de la maison de retraite sont faibles par rapport au débit naturel du ru de Rebet, il apparaît exagéré d'affirmer que l'incidence est nulle voire bénéfique.

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Avis sur la notice d’incidence du dispositif de rabattemeni de nappe de la maison de retraite I< la Forestiere D a Arbonne-la-Forêt (77),

. Conclusion

Le rapport d’Archambault Conseil est dans l’ensemble complet et bien documenté. Il souffre néanmoins de quelques lacunes. En particulier, les aspects importants liés aux différentes altitudes [du sol, du sous-sol, de la nappe) ont été insuffisamment traités. De même, les comparaisons entre débits de pompage au droit de la maison de retraite et débit du ru de Rebais ne sont pas présentées de manière claire.

Nous recommandons donc une consolidation de ce dossier sur les points suivants :

- réalisation d’une coupe indiquant la position du sous-sol construit, avec la position des puits, de leur profondeur et des niveaux de la nappe mesurés sur ceux-ci ;

proposition d’équipement d’un ou plusieurs forages d’un système de mesure en continu des niveaux de la nappe ;

réalisation d’un profil en long des cours d’eau en aval du bourg d’Arbonne, avec le calcul des débits maximum admissibles de chaque tronçon, et report sur ce profil des mesures de la campagne 2005.

-

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II apparaît néanmoins que ces points ne remettent pas en cause l’analyse du bureau d’étude, même si les conclusions pourraient être plus nuancées. En période critique (hiver et printemps), le débit de pompage au droit de la maison de retraite ne semble pas contribuer à plus de 10 % au débit du ru de Rebais.

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