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BRGMI'ENTIIEPIIISI AU SEIIVICi DI LA TIIII
R 35 382PIC 4S 92Le 13 juillet 1992
NAPPE ALLUVIALE DE LA MARNEà CHATEAU-THIERRY (Aisne)
ACTUALISATION DU MODELEHYDRODYNAMIQUE ET HYDRODISPERSIF ETVALIDATION A L'ETIAGE
RESULTAT DU CONTROLE CHIMIQUE
T. VILMUS
Ph. ROUSSEL
P. MORFAUX
DOCUMENT NON PUBLIC
BRGM - NORD - PAS-DE-CALAIS BRGM - PICARDIEFort de Lezennes - 59260 Lezennes, France
Tél. : (33) 20.91 .38. 1 9 - Télécopieur : (33) 20 05.54 877, rue Anne Frank - 801 36 Rivery, Fronce
Tél. : (33) 22.91 .42.47 - Télécopieur : (33) 22.92.31 .90
BRGMI'ENTIIEPIIISI AU SEIIVICi DI LA TIIII
R 35 382PIC 4S 92Le 13 juillet 1992
NAPPE ALLUVIALE DE LA MARNEà CHATEAU-THIERRY (Aisne)
ACTUALISATION DU MODELEHYDRODYNAMIQUE ET HYDRODISPERSIF ETVALIDATION A L'ETIAGE
RESULTAT DU CONTROLE CHIMIQUE
T. VILMUS
Ph. ROUSSEL
P. MORFAUX
DOCUMENT NON PUBLIC
BRGM - NORD - PAS-DE-CALAIS BRGM - PICARDIEFort de Lezennes - 59260 Lezennes, France
Tél. : (33) 20.91 .38. 1 9 - Télécopieur : (33) 20 05.54 877, rue Anne Frank - 801 36 Rivery, Fronce
Tél. : (33) 22.91 .42.47 - Télécopieur : (33) 22.92.31 .90
NAPPE ALLUVIALE DE LA MARNE à CHATEAU-THIERRY (Aisne)
ACTUALISATION DU MODELE HYDRODYNAMIQUE ET HYDRODISPERSIF
ET VALIDATION A L'ETIAGE
RESULTAT DU CONTROLE CHIMIQUE
RESUME
Deux champs captants sont actuellement exploités sur la nappe de la plaine
alluviale entre CHATEAU-THIERRY et CHEZY-sur-MARNE (Aisne) : Plaine 1 et
Plaine 2, Le Syndicat de CHATEAU-THIERRY envisage la construction de
nouveaux ouvrages plus au Sud. Ces nouveaux ouvrages, ainsi que l'éventuel arrêt de
l'exploitation de Plaine 1, ont déjà été modélisés par le BRGM en 1991. Depuis, de
nouvelles données piézométriques et chimiques ont été acquises. Une actualisation
du modèle s'avérait donc nécessaire et fait l'objet de ce rapport.
Une modélisation hydrodynamique en régime permanent en état de basses eaux
a été effectuée par deux schémas d'exploitation :
- une exploitation maximale de la nappe (y compris les pompages à venir),
- un arrêt de l'exploitation de Plaine 1,
suivie d'une modélisation hydrodispersive du transfert de deux polluants :
- des solvants chlorés,
- des herbicides.
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
NAPPE ALLUVIALE DE LA MARNE à CHATEAU-THIERRY (Aisne)
ACTUALISATION DU MODELE HYDRODYNAMIQUE ET HYDRODISPERSIF
ET VALIDATION A L'ETIAGE
RESULTAT DU CONTROLE CHIMIQUE
RESUME
Deux champs captants sont actuellement exploités sur la nappe de la plaine
alluviale entre CHATEAU-THIERRY et CHEZY-sur-MARNE (Aisne) : Plaine 1 et
Plaine 2, Le Syndicat de CHATEAU-THIERRY envisage la construction de
nouveaux ouvrages plus au Sud. Ces nouveaux ouvrages, ainsi que l'éventuel arrêt de
l'exploitation de Plaine 1, ont déjà été modélisés par le BRGM en 1991. Depuis, de
nouvelles données piézométriques et chimiques ont été acquises. Une actualisation
du modèle s'avérait donc nécessaire et fait l'objet de ce rapport.
Une modélisation hydrodynamique en régime permanent en état de basses eaux
a été effectuée par deux schémas d'exploitation :
- une exploitation maximale de la nappe (y compris les pompages à venir),
- un arrêt de l'exploitation de Plaine 1,
suivie d'une modélisation hydrodispersive du transfert de deux polluants :
- des solvants chlorés,
- des herbicides.
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
La combinaison de ces 2 x 2 situations donne 4 scenari dont on a évalué les
conséquences sur la qualité des eaux d'exhaure.
Les différentes modélisations montrent que :
* le champ captant de Plaine 1 est très vulnérable et draine notamment les eaux de
la zone industrielle ;
* le champ captant de Plaine 2 ainsi que les puits à venir sont protégés de la
pollution venant du Nord en cas de fonctionnement de Plaine 1 : dans ce cas il
existe en effet un dôme piézométrique séparant Plaine 1 de Plaine 2 ;
* en cas d'arrêt de Plaine 1, les eaux de la zone industrielle ne se dirigent pas vers
Plaine 2 mais migrent lentement vers la Marne. Toutefois, cette situation est
instable car la nappe est très plate et une sollicitation plus importante de la nappe
par Plaine 2 pourrait diriger les écoulements vers lui. La solution en pareil cas
consiste à garder les pompes opérationnelles dans les puits de Plaine 1 pour lui
faire jouer le rôle de barrière hydraulique ;
* dans tous les cas, Plaine 2 est contaminé par les herbicides déversés le long de la
voie ferrée. Par contre, le futur puits devant débiter 500 m-^/h au Sud de la plaine
alluviale ne devrait pas être touché.
D'autres sources de pollution que celles modélisées peuvent exister : pollution
par la Marne ou pollution diffuse par les herbicides par exemple. Le modèle mis en
place permettrait de les prendre en compte dès que les données les concernant seront
disponibles.
38 pages - 3 tableaux - 17 figures - 1 annexe
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
La combinaison de ces 2 x 2 situations donne 4 scenari dont on a évalué les
conséquences sur la qualité des eaux d'exhaure.
Les différentes modélisations montrent que :
* le champ captant de Plaine 1 est très vulnérable et draine notamment les eaux de
la zone industrielle ;
* le champ captant de Plaine 2 ainsi que les puits à venir sont protégés de la
pollution venant du Nord en cas de fonctionnement de Plaine 1 : dans ce cas il
existe en effet un dôme piézométrique séparant Plaine 1 de Plaine 2 ;
* en cas d'arrêt de Plaine 1, les eaux de la zone industrielle ne se dirigent pas vers
Plaine 2 mais migrent lentement vers la Marne. Toutefois, cette situation est
instable car la nappe est très plate et une sollicitation plus importante de la nappe
par Plaine 2 pourrait diriger les écoulements vers lui. La solution en pareil cas
consiste à garder les pompes opérationnelles dans les puits de Plaine 1 pour lui
faire jouer le rôle de barrière hydraulique ;
* dans tous les cas, Plaine 2 est contaminé par les herbicides déversés le long de la
voie ferrée. Par contre, le futur puits devant débiter 500 m-^/h au Sud de la plaine
alluviale ne devrait pas être touché.
D'autres sources de pollution que celles modélisées peuvent exister : pollution
par la Marne ou pollution diffuse par les herbicides par exemple. Le modèle mis en
place permettrait de les prendre en compte dès que les données les concernant seront
disponibles.
38 pages - 3 tableaux - 17 figures - 1 annexe
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
SOMMAIRE
Pages
INTRODUCTION 4
1. CONTEXTES GEOLOGIQUE ET HYDROGEOLOGIQUE 5
2. MODELISATION HYDRODYNAMQUE 6
2.1 - Hypothèses générales et conditions aux limites 62.2 - Phase de calage du modèle hydrodynamique 102.3 - Premier schéma d'exploitation : production maximale 132.4 - Deuxième schéma d'exploitation : arrêt de Plaine 1 15
3. MODELISATION HYDRODISPERSIVE 17
3.1 - Hypothèses générales 173.2 - Pollution par les solvants chlorés 183.3 - Pollution par les herbicides 27
4. RESULTATS DU CONTROLE CHIMIQUE 34
4.1 - Résultats obtenus 344.2 - Interprétation des résultats 36
CONCLUSION 37
BIBLIOGRAPHIE 39
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1 Débits moyens des puits 9
Tableau 2 Les différents scenari étudiés 17
Tableau 3 Comparaison des concentrations 1991-1992 34
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
SOMMAIRE
Pages
INTRODUCTION 4
1. CONTEXTES GEOLOGIQUE ET HYDROGEOLOGIQUE 5
2. MODELISATION HYDRODYNAMQUE 6
2.1 - Hypothèses générales et conditions aux limites 62.2 - Phase de calage du modèle hydrodynamique 102.3 - Premier schéma d'exploitation : production maximale 132.4 - Deuxième schéma d'exploitation : arrêt de Plaine 1 15
3. MODELISATION HYDRODISPERSIVE 17
3.1 - Hypothèses générales 173.2 - Pollution par les solvants chlorés 183.3 - Pollution par les herbicides 27
4. RESULTATS DU CONTROLE CHIMIQUE 34
4.1 - Résultats obtenus 344.2 - Interprétation des résultats 36
CONCLUSION 37
BIBLIOGRAPHIE 39
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1 Débits moyens des puits 9
Tableau 2 Les différents scenari étudiés 17
Tableau 3 Comparaison des concentrations 1991-1992 34
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
LISTE DES FIGURES
Pages
Figure 1 Discrétisation de la zone d'étude 8
Figure 2 Calage de la piézométrie calculée sur la piézométrie observée 11
Figure 3 Perméabilités retenues 12
Figure 4 Piézométrie en cas d'exploitation maximale (scenari 1 et 3) 14
Figure 5 Piézométrie en cas d'arrêt de Plaine 1 (scenari 2 et 4) 16
Figure 6 Localisation des sources de pollution par solvants chlorés 19
Figure 7 Pollution par les solvants chlorés (scénario 1, après 4 mois) 21
Figure 8 Pollution par les solvants chlorés (scénario 1, après 1 an) 22
Figure 9 Pollution par les solvants chlorés (scénario 1, après 3 ans) 23
Figure 10 Pollution par les solvants chlorés (scénario 2, après 1 an) 25
Figure 11 Pollution par les solvants chlorés (scénario 2, après 3 ans) 26
Figure 12 Localisation des sources de pollution par herbicides 28
Figure 13 Pollution par les herbicides (scénario 3, après 4 mois) 29
Figure 14 Pollution par les herbicides (scénario 3, après 1 an) 30
Figure 15 Pollution par les herbicides (scénario 4, après 4 mois) 32
Figure 16 Pollution par les herbicides (scénario 4, après 1 an) 33
Figure 17 Localisation des points de contrôle 35
LISTE DES ANNEXES
Annexe I Résultats de la campagne de prélèvement du 16 juin 1992
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
LISTE DES FIGURES
Pages
Figure 1 Discrétisation de la zone d'étude 8
Figure 2 Calage de la piézométrie calculée sur la piézométrie observée 11
Figure 3 Perméabilités retenues 12
Figure 4 Piézométrie en cas d'exploitation maximale (scenari 1 et 3) 14
Figure 5 Piézométrie en cas d'arrêt de Plaine 1 (scenari 2 et 4) 16
Figure 6 Localisation des sources de pollution par solvants chlorés 19
Figure 7 Pollution par les solvants chlorés (scénario 1, après 4 mois) 21
Figure 8 Pollution par les solvants chlorés (scénario 1, après 1 an) 22
Figure 9 Pollution par les solvants chlorés (scénario 1, après 3 ans) 23
Figure 10 Pollution par les solvants chlorés (scénario 2, après 1 an) 25
Figure 11 Pollution par les solvants chlorés (scénario 2, après 3 ans) 26
Figure 12 Localisation des sources de pollution par herbicides 28
Figure 13 Pollution par les herbicides (scénario 3, après 4 mois) 29
Figure 14 Pollution par les herbicides (scénario 3, après 1 an) 30
Figure 15 Pollution par les herbicides (scénario 4, après 4 mois) 32
Figure 16 Pollution par les herbicides (scénario 4, après 1 an) 33
Figure 17 Localisation des points de contrôle 35
LISTE DES ANNEXES
Annexe I Résultats de la campagne de prélèvement du 16 juin 1992
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NAPPE ALLUVIALE DE LA MARNE à CHATEAU-THIERRY (Aisne)
ACTUALISATION DU MODELE HYDRODYNAMIQUE ET HYDRODISPERSIF
ET VALIDATION A L'ETIAGE
RESULTAT DU CONTROLE CHIMIQUE
INTRODUCTION
Le Syndicat de CHATEAU-THIERRY envisage un renforcement du champ
captant de Plaine 2 par la construction de nouveaux ouvrages exploitant la nappe
alluviale de la Marne entre CHATEAU-THIERRY et CHEZY-sur-MARNE. Un
autre champ captant est actuellement en exploitation : le champ captant de Plaine 1,
menacé entre autres par des pollutions venant de la zone industrielle située un peu
plus au Nord.
Lors de phases précédentes de l'étude, un modèle hydrodynamique et
hydrodispersif avait été mis en place, puis des piézomètres ont été installés. Sur ces
piézomètres, des analyses chimiques ont été effectuées et le niveau piézométrique a
été mesuré en continu de décembre 1991 à juin 1992. On ne dispose donc pas d'un
cycle hydrologique complet, rendant impossible la modélisation hydrodynamique en
régime transitoire. Une actualisation du modèle précédent est donc effectuée en
régime permanent en état de basses eaux (décembre 1991) en intégrant les nouvelles
données chimiques et piézométriques disponibles. Après un calage du modèle
hydrodynamique et la simulation de différents scenari, nous connaîtrons l'influence
sur le champ captant de Plaine 2 et les nouveaux puits envisagés de l'arrêt éventuel
du champ captant de Plaine 1.
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
NAPPE ALLUVIALE DE LA MARNE à CHATEAU-THIERRY (Aisne)
ACTUALISATION DU MODELE HYDRODYNAMIQUE ET HYDRODISPERSIF
ET VALIDATION A L'ETIAGE
RESULTAT DU CONTROLE CHIMIQUE
INTRODUCTION
Le Syndicat de CHATEAU-THIERRY envisage un renforcement du champ
captant de Plaine 2 par la construction de nouveaux ouvrages exploitant la nappe
alluviale de la Marne entre CHATEAU-THIERRY et CHEZY-sur-MARNE. Un
autre champ captant est actuellement en exploitation : le champ captant de Plaine 1,
menacé entre autres par des pollutions venant de la zone industrielle située un peu
plus au Nord.
Lors de phases précédentes de l'étude, un modèle hydrodynamique et
hydrodispersif avait été mis en place, puis des piézomètres ont été installés. Sur ces
piézomètres, des analyses chimiques ont été effectuées et le niveau piézométrique a
été mesuré en continu de décembre 1991 à juin 1992. On ne dispose donc pas d'un
cycle hydrologique complet, rendant impossible la modélisation hydrodynamique en
régime transitoire. Une actualisation du modèle précédent est donc effectuée en
régime permanent en état de basses eaux (décembre 1991) en intégrant les nouvelles
données chimiques et piézométriques disponibles. Après un calage du modèle
hydrodynamique et la simulation de différents scenari, nous connaîtrons l'influence
sur le champ captant de Plaine 2 et les nouveaux puits envisagés de l'arrêt éventuel
du champ captant de Plaine 1.
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1. CONTEXTES GEOLOGIQUE ET HYDROGEOLOGIQUE
Le secteur étudié couvre la plaine alluviale de la Marne de CHATEAU-
THIERRY à CHEZY-sur-MARNE.
La Marne coule Nord-Sud, entre CHATEAU-THIERRY et CHEZY-sur-
MARNE, puis elle prend une direction d'écoulement est-ouest dans la partie sud de
la zone d'étude. Son cours est régulé par plusieurs barrages dont l'un est localisé à
AZY-sur-MARNE. Le coteau est de la rivière est à une distance de 1,5 km environ
de la berge au niveau de NOGENTEL alors qu'il est en bordure de rivière dans la
zone sud du secteur d'étude.
La plaine alluviale est occupée, en son centre, par la ligne S.N.C.F. reliant
PARIS à STRASBOURG. Un fossé drainant longe la voie et se déverse dans le ru de
la Vilaine qui se jette dans la Marne, en amont de AZY-sur-MARNE. Le fossé et le
ru ne sont pas en eau en permanence.
Le fond de la vallée de la Marne est constitué par des argiles plastiques datées
de l'Yprésien inférieur (Sparnacien) dont le sommet se compose d'argile noire et de
couches ligniteuses. Localement, on rencontre dans ces argiles des lambeaux de
sables fins verts peu argileux de l'Yprésien supérieur ((üuisien).
Ce substratum est recouvert par les alluvions anciennes et modernes de la
Marne, constituées respectivement par :
- des sables grossiers et des graviers roulés de silex qui forment les basses terrasses
de la rivière, localisées ici entre la voie S.N.C.F. et le coteau est,
- des limons fins argilo-sableux calcarifères localisés dans la vallée actuelle de la
Marne, entre la voie S.N.C.F. et la rive gauche de la rivière.
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
1. CONTEXTES GEOLOGIQUE ET HYDROGEOLOGIQUE
Le secteur étudié couvre la plaine alluviale de la Marne de CHATEAU-
THIERRY à CHEZY-sur-MARNE.
La Marne coule Nord-Sud, entre CHATEAU-THIERRY et CHEZY-sur-
MARNE, puis elle prend une direction d'écoulement est-ouest dans la partie sud de
la zone d'étude. Son cours est régulé par plusieurs barrages dont l'un est localisé à
AZY-sur-MARNE. Le coteau est de la rivière est à une distance de 1,5 km environ
de la berge au niveau de NOGENTEL alors qu'il est en bordure de rivière dans la
zone sud du secteur d'étude.
La plaine alluviale est occupée, en son centre, par la ligne S.N.C.F. reliant
PARIS à STRASBOURG. Un fossé drainant longe la voie et se déverse dans le ru de
la Vilaine qui se jette dans la Marne, en amont de AZY-sur-MARNE. Le fossé et le
ru ne sont pas en eau en permanence.
Le fond de la vallée de la Marne est constitué par des argiles plastiques datées
de l'Yprésien inférieur (Sparnacien) dont le sommet se compose d'argile noire et de
couches ligniteuses. Localement, on rencontre dans ces argiles des lambeaux de
sables fins verts peu argileux de l'Yprésien supérieur ((üuisien).
Ce substratum est recouvert par les alluvions anciennes et modernes de la
Marne, constituées respectivement par :
- des sables grossiers et des graviers roulés de silex qui forment les basses terrasses
de la rivière, localisées ici entre la voie S.N.C.F. et le coteau est,
- des limons fins argilo-sableux calcarifères localisés dans la vallée actuelle de la
Marne, entre la voie S.N.C.F. et la rive gauche de la rivière.
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Les différentes campagnes de prospection géophysique par sondages électriques
dans les alluvions de la Marne (référence [1]) ont permis de constater une grande
hétérogénéité du réservoir alluvial. En effet, les épaisseurs des différentes formations
fluctuent selon les secteurs dans les limites suivantes :
- terre végétale limoneuse de 0,1 à 0,6 m,
- limons fins sablo-argileux de 1 m à plus de 6 m,
- graviers et sablons de 2 à 7 ou 8 m.
Les formations alluvionnaires sont donc le siège d'une nappe libre peu épaisse
et présentant des caractéristiques hydrodynamiques très variables d'un secteur à
l'autre.
2. MODELISATION HYDRODYNAMIQUE
2.1 Hypothèses générales et conditions aux limites
Nous avons effectué une modélisation en régime permanent "basses eaux" calée
sur la piézométrie de décembre 1991, au lieu d'une modélisation en régime
transitoire car :
. on n'a pas de cycle hydrologique complet (seulement 6 mois sont
disponibles : décembre 1991 à juin 1992). De plus, les évolutions sont
faibles : on ne met pas en évidence de hautes eaux.
. le régime basses eaux est le plus pénalisant en ce qui concerne la
concentration des pollutions car la nappe ne bénéficie pas des dilutions
amenées par les hautes eaux.
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
Les différentes campagnes de prospection géophysique par sondages électriques
dans les alluvions de la Marne (référence [1]) ont permis de constater une grande
hétérogénéité du réservoir alluvial. En effet, les épaisseurs des différentes formations
fluctuent selon les secteurs dans les limites suivantes :
- terre végétale limoneuse de 0,1 à 0,6 m,
- limons fins sablo-argileux de 1 m à plus de 6 m,
- graviers et sablons de 2 à 7 ou 8 m.
Les formations alluvionnaires sont donc le siège d'une nappe libre peu épaisse
et présentant des caractéristiques hydrodynamiques très variables d'un secteur à
l'autre.
2. MODELISATION HYDRODYNAMIQUE
2.1 Hypothèses générales et conditions aux limites
Nous avons effectué une modélisation en régime permanent "basses eaux" calée
sur la piézométrie de décembre 1991, au lieu d'une modélisation en régime
transitoire car :
. on n'a pas de cycle hydrologique complet (seulement 6 mois sont
disponibles : décembre 1991 à juin 1992). De plus, les évolutions sont
faibles : on ne met pas en évidence de hautes eaux.
. le régime basses eaux est le plus pénalisant en ce qui concerne la
concentration des pollutions car la nappe ne bénéficie pas des dilutions
amenées par les hautes eaux.
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La modélisation hydrodynamique a été réalisée à l'aide du logiciel MARTHE
du BRGM (Modélisation d'Aquifère par un maillage Rectangulaire en régime
Transitoire pour le calcul Hydrodynamique des Ecoulements). Ce logiciel est capable
de simuler des écoulements tridimensionnels dans un système multicouche, avec
traitement des non-linéarités (dénoyages, débordements, ...) avec la possibilité de
définir des sous-maillages à proximité des singularités. Il utilise la méthode de calcul
des différences finies. Nous nous limiterons à un systèrne monocadre décrit par des
mailles carrées de dimensions 100 x 100 m^, au nombre de 1 500.
Le maillage utilisé (voir figure 1) et le type de conditions aux limites (potentiels
imposés sur toutes les limites) sont hérités de l'étude "Mise en place d'un modèle
hydrodynamique et hydrochimique" (référence [3]).
Le cote topographique a été considérée constante dans toute la plaine alluviale,
sa valeur a été fixée à 60 m NGF (Nivellement Général de la France). On a affecté
aux alluvions maille par maille l'épaisseur déduite de la "Prospection géophysique
dans les alluvions de la Marne à CHEZY-sur-MARNE (Aisne)" (référence [1]).
Chaque maille a donc été dotée d'une valeur particulière de substratum au rnur des
alluvions, considérées comme base de la nappe. Cette valeur a été calculée comme
suit :
substratum (particulier à chaque maille) = COte topographique (constante dans tout le modèle)
- épaisseur des alluvions (particulière à chaque maille)
Le calage a été effectué avec les 5 puits du champ captant de Plaine 1 et les 5
puits du champ captant de Plaine 2 en production car seuls ces puits fonctionnaient
en décembre 1991. Pour les simulations des pollutions, deux nouveaux puits ont été
pris en compte : Pli (au Sud de Plaine 2) débitant 150 m^/h, venant d'être mis en
service et P12 (tout à fait au Sud de la plaine alluviale), débitant 500 rv?/\\ (un puits
ou un groupe de puits est prévu, devant débiter 500 m^/h).
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La modélisation hydrodynamique a été réalisée à l'aide du logiciel MARTHE
du BRGM (Modélisation d'Aquifère par un maillage Rectangulaire en régime
Transitoire pour le calcul Hydrodynamique des Ecoulements). Ce logiciel est capable
de simuler des écoulements tridimensionnels dans un système multicouche, avec
traitement des non-linéarités (dénoyages, débordements, ...) avec la possibilité de
définir des sous-maillages à proximité des singularités. Il utilise la méthode de calcul
des différences finies. Nous nous limiterons à un systèrne monocadre décrit par des
mailles carrées de dimensions 100 x 100 m^, au nombre de 1 500.
Le maillage utilisé (voir figure 1) et le type de conditions aux limites (potentiels
imposés sur toutes les limites) sont hérités de l'étude "Mise en place d'un modèle
hydrodynamique et hydrochimique" (référence [3]).
Le cote topographique a été considérée constante dans toute la plaine alluviale,
sa valeur a été fixée à 60 m NGF (Nivellement Général de la France). On a affecté
aux alluvions maille par maille l'épaisseur déduite de la "Prospection géophysique
dans les alluvions de la Marne à CHEZY-sur-MARNE (Aisne)" (référence [1]).
Chaque maille a donc été dotée d'une valeur particulière de substratum au rnur des
alluvions, considérées comme base de la nappe. Cette valeur a été calculée comme
suit :
substratum (particulier à chaque maille) = COte topographique (constante dans tout le modèle)
- épaisseur des alluvions (particulière à chaque maille)
Le calage a été effectué avec les 5 puits du champ captant de Plaine 1 et les 5
puits du champ captant de Plaine 2 en production car seuls ces puits fonctionnaient
en décembre 1991. Pour les simulations des pollutions, deux nouveaux puits ont été
pris en compte : Pli (au Sud de Plaine 2) débitant 150 m^/h, venant d'être mis en
service et P12 (tout à fait au Sud de la plaine alluviale), débitant 500 rv?/\\ (un puits
ou un groupe de puits est prévu, devant débiter 500 m^/h).
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Figure 1 - Discrétisation de la zone d'étude
-300 100 500 900 1300 1700 2100 2500 2900i . i i i i i i i . i • i . i . i
5700-
5300-
4900-
4500-
4100-
3700-
3300-
29OOH
2500H
2100-
1700-
1300-
900-
500-
100-
-300
-5700
-5300
-4900
-4-500
-4100
-3700
-3300
-2900
-2500
-2100
-1700
-1300
-900
-500
-100
-300
-300 100 500 900 1300 1700 2100 25ÛÛ 2900 3300 (m)
AXE DES X
K Maille à potentiel imposé• Puits
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Les débits affectés aux mailles représentant les puits de Plaine 1 et Plaine 2 sont
des valeurs moyennes : ce sont celles qui ont été retenues lors de la modélisation
précédente (référence [3]). Les débits moyens sont donnés par le tableau 1 :
Tableau 1 - Débits moj'ens des puits
Champ captant
PLAINE 1
PLAINE 2
TOTALPLAINE 1 + PLAINE 2
TOTAL GENERAL
Puits
1
2345
6
7
8
9
10
11
12
Débit (m3/h)
61,2046,4444,2833,1241,04
49,3210,08
11,8837,8022,32
357,40
150,00
500,00
1007,40
Les débits d'infiltration dus aux différents drains de cours d'eau superficiels
(fossés des emprunts, ru du Dolloir ...) ne sont pas pris en compte car ils sont
négligeables par rapport à l'infiltration due à la pluie (recharge de la nappe). Celle-ci
a été prise égale à 195 mm/an (référence [3]).
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
Les débits affectés aux mailles représentant les puits de Plaine 1 et Plaine 2 sont
des valeurs moyennes : ce sont celles qui ont été retenues lors de la modélisation
précédente (référence [3]). Les débits moyens sont donnés par le tableau 1 :
Tableau 1 - Débits moj'ens des puits
Champ captant
PLAINE 1
PLAINE 2
TOTALPLAINE 1 + PLAINE 2
TOTAL GENERAL
Puits
1
2345
6
7
8
9
10
11
12
Débit (m3/h)
61,2046,4444,2833,1241,04
49,3210,08
11,8837,8022,32
357,40
150,00
500,00
1007,40
Les débits d'infiltration dus aux différents drains de cours d'eau superficiels
(fossés des emprunts, ru du Dolloir ...) ne sont pas pris en compte car ils sont
négligeables par rapport à l'infiltration due à la pluie (recharge de la nappe). Celle-ci
a été prise égale à 195 mm/an (référence [3]).
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2.2 - Phase de calage du modèle hydrodynamique
Cette phase est indispensable pour simuler l'impact de forages à venir. On tente
de caler la piézométrie simulée par le modèle sur les 8 données piézométriques
observées en décembre 1991.
Le calage obtenu (voir figure 2) respecte parfaitement 6 des 8 piézomètres. Le
piézomètre situé le plus au Sud dépasse la valeur de la cote topographique donc ne
pourra pas être simulé correctement. L'autre piézomètre mal simulé est situé près de
la voie ferrée en face de Plaine 2 et présente un niveau 2 m plus haut que la
piézométrie calculée. Une piézométrie si haute près des pompages de Plaine 2
semble improbable.
Deux zones de perméabilité sont issues du calage (voir figure 3) : une zone à
10"2 m/s au Sud de la plaine alluviale et une zone à 10'^ m/s partout ailleurs. Ces
valeurs ne sont qu'indicatives car elles sont proportionnelles à l'infiltration introduite
dans le modèle. En effet, le rapport Perméabilité/Infiltration est constant.
Si l'infiltration est en réalité plus faible que celle modélisée, il faudra affecter
des perméabilités plus faibles pour retrouver un calage équivalent.
Deux raisons ont mené à individualiser une zone plus perméable au Sud :
. retrouver la forme des équipotentielles de l'étude menée par les sablières
MOURET (référence [2J) ;
. pouvoir mobiliser 500 m^/h au puits P12 (cette deuxième raison n'a été
trouvée qu'a posteriori lors de la simulation du futur puits P12 : des
perméabilités égales à 10'-^ m/s dans cette région ne permettent pas de tirer
500 m^/h de la nappe. Avant de mettre en service ce puits, il serait bon de
vérifier la perméabilité régnant effectivement dans cette zone).
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
10
2.2 - Phase de calage du modèle hydrodynamique
Cette phase est indispensable pour simuler l'impact de forages à venir. On tente
de caler la piézométrie simulée par le modèle sur les 8 données piézométriques
observées en décembre 1991.
Le calage obtenu (voir figure 2) respecte parfaitement 6 des 8 piézomètres. Le
piézomètre situé le plus au Sud dépasse la valeur de la cote topographique donc ne
pourra pas être simulé correctement. L'autre piézomètre mal simulé est situé près de
la voie ferrée en face de Plaine 2 et présente un niveau 2 m plus haut que la
piézométrie calculée. Une piézométrie si haute près des pompages de Plaine 2
semble improbable.
Deux zones de perméabilité sont issues du calage (voir figure 3) : une zone à
10"2 m/s au Sud de la plaine alluviale et une zone à 10'^ m/s partout ailleurs. Ces
valeurs ne sont qu'indicatives car elles sont proportionnelles à l'infiltration introduite
dans le modèle. En effet, le rapport Perméabilité/Infiltration est constant.
Si l'infiltration est en réalité plus faible que celle modélisée, il faudra affecter
des perméabilités plus faibles pour retrouver un calage équivalent.
Deux raisons ont mené à individualiser une zone plus perméable au Sud :
. retrouver la forme des équipotentielles de l'étude menée par les sablières
MOURET (référence [2J) ;
. pouvoir mobiliser 500 m^/h au puits P12 (cette deuxième raison n'a été
trouvée qu'a posteriori lors de la simulation du futur puits P12 : des
perméabilités égales à 10'-^ m/s dans cette région ne permettent pas de tirer
500 m^/h de la nappe. Avant de mettre en service ce puits, il serait bon de
vérifier la perméabilité régnant effectivement dans cette zone).
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1 1
Figure 2 - Calage de la piézométrie calculée sur la piézométrie observée
-300 100 500 900 1300 170Q 2100 2500 2900 3300
5700-
5300-
-5700
-5300
-4900
-4500
-4100
-3700
-3300
-2900
-2500
-2100
-1700
-1300
-900
-500
-100
-300 > I I [ > 1 > | ' T i T T T — r -| i i . ] . r ' | • I < | ' " F " ' ] i
-300 100 500 900 1300 1700 2100 2500 2900 3300<m>AXE DES X
- 3 0 0
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12
Figure 3 - Perméabilités retenues
-300 100 500 900 1300 1700 2100 2500 2900 3300I i I i I 1 I i I i 1 I I 1 I . I I I i I , I I I i I i I i I r I i I i
5700-
5300-
4900-
4500-
4100-
500-
100-
-300-CHEZY SUR MARNE
NOGENTEL
-5700
-5300
-4900
-4500
-4100
-3700
-3300
-2900
-2500
-2100
-1700
-1300
-900
-500
-100
-300
-300 100 500
• lu-3 m/s• 10-2 m/s
900 1300 1700 2100 2500 2900 3300 (m)
AXE DES X
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
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Les deux piézomètres situés au Nord-Est de la plaine alluviale nous ont amené
à modifier les potentiels imposés sur la bordure Nord-Est. Ailleurs, les potentiels
imposés sont identiques à ceux de la modélisation précédente (référence [3]).
L'alimentation principale de la plaine alluviale vient de l'Ouest (eaux de la
Marne ou eaux passant sous la Marne), Il existe également une faible alimentation
par le Nord, venant de CHATEAU-THIERRY. Cette alimentation, vue sa
provenance, pourrait être source de pollution pour la nappe. Le nouveau calage
implique, par contre, que la nappe alluviale alimente légèrement les sables de
l'Yprésien, ce qui reste à vérifier.
En conclusion, nous avons maintenant un modèle calé sur les charges
hydrauliques. Ce calage sur les charges permet de retrouver les débits pompés aux
différents ouvrages de Plaine 1 et Plaine 2. Néanmoins, pour mobiliser ces débits, le
modèle impose une forte alimentation de la plaine alluviale par les potentiels
imposés simulant la Marne. Une vérification de l'importance de cette alimentation
par l'Ouest permettrait de valider ce calage.
2.3 - Premier schéma d'exploitation : production maximale
Dans ce schéma, tous les puits sont en service : les champs captants de Plaine 1
et Plaine 2 ainsi que Pli et P12. Par rapport au calage, on a donc Pli et P12 en plus.
L'impact de Pli et P12 sur la piézométrie est montré par la figure 4 : un très
léger "dôme piézométrique" protège P12 des pollutions venant du Nord. Un autre
dôme, supérieur à 57 m NGF, isole Plaine 2 de Plaine 1. En particulier, les eaux
provenant de la zone industrielle sont drainées par Plaine 1 et ne peuvent atteindre
Plaine 2 : dans ce schéma. Plaine 1 constitue une barrière hydraulique contre les
pollutions de la zone industrielle. Le fait que P12 puisse débiter 500 m^/h implique
une forte alimentation par la limite sud de la plaine alluviale.
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
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Les deux piézomètres situés au Nord-Est de la plaine alluviale nous ont amené
à modifier les potentiels imposés sur la bordure Nord-Est. Ailleurs, les potentiels
imposés sont identiques à ceux de la modélisation précédente (référence [3]).
L'alimentation principale de la plaine alluviale vient de l'Ouest (eaux de la
Marne ou eaux passant sous la Marne), Il existe également une faible alimentation
par le Nord, venant de CHATEAU-THIERRY. Cette alimentation, vue sa
provenance, pourrait être source de pollution pour la nappe. Le nouveau calage
implique, par contre, que la nappe alluviale alimente légèrement les sables de
l'Yprésien, ce qui reste à vérifier.
En conclusion, nous avons maintenant un modèle calé sur les charges
hydrauliques. Ce calage sur les charges permet de retrouver les débits pompés aux
différents ouvrages de Plaine 1 et Plaine 2. Néanmoins, pour mobiliser ces débits, le
modèle impose une forte alimentation de la plaine alluviale par les potentiels
imposés simulant la Marne. Une vérification de l'importance de cette alimentation
par l'Ouest permettrait de valider ce calage.
2.3 - Premier schéma d'exploitation : production maximale
Dans ce schéma, tous les puits sont en service : les champs captants de Plaine 1
et Plaine 2 ainsi que Pli et P12. Par rapport au calage, on a donc Pli et P12 en plus.
L'impact de Pli et P12 sur la piézométrie est montré par la figure 4 : un très
léger "dôme piézométrique" protège P12 des pollutions venant du Nord. Un autre
dôme, supérieur à 57 m NGF, isole Plaine 2 de Plaine 1. En particulier, les eaux
provenant de la zone industrielle sont drainées par Plaine 1 et ne peuvent atteindre
Plaine 2 : dans ce schéma. Plaine 1 constitue une barrière hydraulique contre les
pollutions de la zone industrielle. Le fait que P12 puisse débiter 500 m^/h implique
une forte alimentation par la limite sud de la plaine alluviale.
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-300
5700-
5300-
4900-
100-
Figure 4 - Piézométrie en cas d'exploitation maximale (scenari 1 et 3)
2100 2500 2900 3300
-5700
-5300
-4900
-4500
-4100
-3700
-3300
-2900
-2500
-2100
-1700
-1300
-900
-500
-100
-300 -300
-300 100 500 900 1300 1700 2100 2500 2900 3300 (m)
AXE DES X
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
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2.4 - Deuxième schéma d'exploitation : arrêt de Plaine 1
La figure 5 montre que l'arrêt de Plaine 1 ne modifie la piézométrie qu'au Nord
de la plaine alluviale où la nappe devient très plate (pente de moins de 3 pour
10 000). Le sens des écoulements est donc extrêmement instable, la moindre
modification dans la sollicitation de la nappe pouvant dévier l'écoulement dans une
direction ou dans une autre. Il n'existe plus de dôme protégeant Plaine 2, alors qu'un
petit dôme piézométrique protège toujours P12.
D'ores et déjà, on peut dire que cette piézométrie très plate va impliquer des
temps de transfert très longs pour les polluants dans cette zone.
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
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2.4 - Deuxième schéma d'exploitation : arrêt de Plaine 1
La figure 5 montre que l'arrêt de Plaine 1 ne modifie la piézométrie qu'au Nord
de la plaine alluviale où la nappe devient très plate (pente de moins de 3 pour
10 000). Le sens des écoulements est donc extrêmement instable, la moindre
modification dans la sollicitation de la nappe pouvant dévier l'écoulement dans une
direction ou dans une autre. Il n'existe plus de dôme protégeant Plaine 2, alors qu'un
petit dôme piézométrique protège toujours P12.
D'ores et déjà, on peut dire que cette piézométrie très plate va impliquer des
temps de transfert très longs pour les polluants dans cette zone.
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Figure 5 - Piézométrie en cas d'arrêt de Plaine 1 (scenari 2 et 4)
-300 100 500 900 1300 1700 2100 2500 2900 3300I . I r I i ¡ I I i I i I I I i I I I i I . I r I , i i I i 1 i I i I
5700-
5300- ZONM INDUSTRIELS .**
-5700
-5300
-4900
-4500
-4100
-3700
-3300
-2900
-2500
-2100
-1700
-1300
-900
-500
-100
T--| . I . [— T | !-[ I | r ! . 1—1 |- I 1 I | -1 J-T ] . ,
-300 100 500 900 1300 1700 2100 2500 2900 330Û (m)
AXE DES X
- 3 0 0
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3. MODELISATION HYDRODISPERSIVE
3.1 - Hypothèses générales
Nous avons utilisé le logiciel SESAME pour modéliser la migration des
polluants dans la nappe alluviale. Les 4 scenari envisagés lors de la modélisation
précédente (référence [3]) ont été repris. Le tableau 2 les rappelle :
Tableau 2 Les difTérents scenari étudiés
^"""^v,..,,^ Schéma^""^v^d'cxploitation
Type de ^^^^^^pollution ^^^^~^
Solvants chlorés
Herbicides
Productionmaximale
(Plaine 1 + Plaine 2
+ Pli + P12)
Scénario 1
Scénario 3
Arrêt de Plaine 1
(Plaine 2 + Pli+ P12)
Scénario 2
Scénario 4
Deux types de pollutions ont donc été simulés : une pollution continue par les
solvants chlorés au Nord de la plaine alluviale et une pollution ponctuelle dans le
temps par les herbicides le long de la voie ferrée, ceci pour deux situations
hydrodynamiques :
. production maximale,
. arrêt de Plaine 1.
Des paramètres hydrodispersifs caractéristiques d'un milieu alluvial de type
sables et limons ont été choisis, ce sont :
- une dispersivité longitudinale égale à 20 m,
- une dispersivité transversale égale à 1 m,
- une porosité cinématique égale à 10 %.
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
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3. MODELISATION HYDRODISPERSIVE
3.1 - Hypothèses générales
Nous avons utilisé le logiciel SESAME pour modéliser la migration des
polluants dans la nappe alluviale. Les 4 scenari envisagés lors de la modélisation
précédente (référence [3]) ont été repris. Le tableau 2 les rappelle :
Tableau 2 Les difTérents scenari étudiés
^"""^v,..,,^ Schéma^""^v^d'cxploitation
Type de ^^^^^^pollution ^^^^~^
Solvants chlorés
Herbicides
Productionmaximale
(Plaine 1 + Plaine 2
+ Pli + P12)
Scénario 1
Scénario 3
Arrêt de Plaine 1
(Plaine 2 + Pli+ P12)
Scénario 2
Scénario 4
Deux types de pollutions ont donc été simulés : une pollution continue par les
solvants chlorés au Nord de la plaine alluviale et une pollution ponctuelle dans le
temps par les herbicides le long de la voie ferrée, ceci pour deux situations
hydrodynamiques :
. production maximale,
. arrêt de Plaine 1.
Des paramètres hydrodispersifs caractéristiques d'un milieu alluvial de type
sables et limons ont été choisis, ce sont :
- une dispersivité longitudinale égale à 20 m,
- une dispersivité transversale égale à 1 m,
- une porosité cinématique égale à 10 %.
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Une fois que l'on dispose d'un modèle hydrodynamique, SESAME permet de
calculer le transfert des polluants dans un milieu saturé (donc dans la nappe) siège
d'un écoulement bidimensionnel. Il en découle deux limitations :
* les interactions avec la zone non saturée surmontant 'a nappe ne sont pas prises en
compte, en particulier le temps de transfert entre le sol et la nappe est supposé
nul. Les temps donnés par le modèle seront donc sous-estimés, surtout pour les
herbicides qui interagissent souvent avec la zone non saturée. De plus, les
concentrations sont maximisées par le modèle car on ne prend pas en compte une
éventuelle fixation des polluants, en zone non saturée comme en zone saturée (si
l'on avait des données concernant les fixations en milieu saturé, SESAME pourrait
les prendre en compte par l'intermédiaire d'un facteur de retard). Le modèle va
donc donner des résultats pessimistes en temps de transfert comme en
concentration, ce qui va dans le sens de la sécurité.
* la répartition des polluants est supposée homogène sur toute l'épaisseur de
l'aquifère. Si un dosage plus précis des concentrations en fonction de la profondeur
s'avérait utile, il serait intéressant de mettre en oeuvre un modèle tridimensionnel
(logiciel TRICTRAC du BRGM).
Nous n'utilisons ici que quelques fonctionnalités de SESAME qui peut aussi
calculer des périmètres de protection, simuler des transferts de polluants dans un
aquifère anisotrope, prendre en compte des sorptions et des dégradations, travailler
en régime transitoire au niveau hydraulique aussi bien qu'au niveau de l'injection des
polluants....
3.2 - Pollution par les solvants chlorés
Deux sources de pollution par les solvants chlorés ont été modélisées : l'une au
Sud-Ouest de la zone industrielle, l'autre au Sud-Est de CHATEAU-THIERRY (voir
figure 6). Cette pollution a été assimilée à une injection continue dans la nappe de
80 kg/ha/an, ce qui correspondant à un flux d'environ 8 000 /xg/l/an (pour une
épaisseur de nappe égale à 10 m).
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
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Une fois que l'on dispose d'un modèle hydrodynamique, SESAME permet de
calculer le transfert des polluants dans un milieu saturé (donc dans la nappe) siège
d'un écoulement bidimensionnel. Il en découle deux limitations :
* les interactions avec la zone non saturée surmontant 'a nappe ne sont pas prises en
compte, en particulier le temps de transfert entre le sol et la nappe est supposé
nul. Les temps donnés par le modèle seront donc sous-estimés, surtout pour les
herbicides qui interagissent souvent avec la zone non saturée. De plus, les
concentrations sont maximisées par le modèle car on ne prend pas en compte une
éventuelle fixation des polluants, en zone non saturée comme en zone saturée (si
l'on avait des données concernant les fixations en milieu saturé, SESAME pourrait
les prendre en compte par l'intermédiaire d'un facteur de retard). Le modèle va
donc donner des résultats pessimistes en temps de transfert comme en
concentration, ce qui va dans le sens de la sécurité.
* la répartition des polluants est supposée homogène sur toute l'épaisseur de
l'aquifère. Si un dosage plus précis des concentrations en fonction de la profondeur
s'avérait utile, il serait intéressant de mettre en oeuvre un modèle tridimensionnel
(logiciel TRICTRAC du BRGM).
Nous n'utilisons ici que quelques fonctionnalités de SESAME qui peut aussi
calculer des périmètres de protection, simuler des transferts de polluants dans un
aquifère anisotrope, prendre en compte des sorptions et des dégradations, travailler
en régime transitoire au niveau hydraulique aussi bien qu'au niveau de l'injection des
polluants....
3.2 - Pollution par les solvants chlorés
Deux sources de pollution par les solvants chlorés ont été modélisées : l'une au
Sud-Ouest de la zone industrielle, l'autre au Sud-Est de CHATEAU-THIERRY (voir
figure 6). Cette pollution a été assimilée à une injection continue dans la nappe de
80 kg/ha/an, ce qui correspondant à un flux d'environ 8 000 /xg/l/an (pour une
épaisseur de nappe égale à 10 m).
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Figure 6 - Localisation des sources de pollution par solvants chlorés
-300 100 500 900 1300 1700 210Q 2500 2900 33001 r I r I i I L I . I i 1 I I I I i I i I i I , I , i I I . I i I i I •
5700-
5300-
4-900-
100-
-5700
-5300
-4-900
-4500
-4-100
-3700
-3300
-2900
-2500
-2100
-1700
-1300
-900
-500
-100
-300 ' ' ' T ' i ' 1 ' i ' I ' i ' i ' ' ' I ' « " I ' ' ' I ~ ^\ T T • i •
-300 100 500 900 1300 1700 2100 2500 2900 3300 (m)
AXE DES X| Pollution continue de 80 kg/ha/an
-300
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
20
3.2.1 - Scénario 1
Les figures 7, 8 et 9 montrent l'extension du panache de pollution et les
concentrations en cas de fonctionnement du champ captant de Plaine 1. Les 3 figures,
quasiment identiques, indiquent que la situation est très stable en ce qui concerne
cette pollution : le champ captant de Plaine 1 draine la pollution venant de la zone
industrielle. Après 4 mois, seul le puits le plus en amont est touché ; après 1 an, tous
les puits de Plaine 1 sont contaminés.
Les solvants chlorés provenant du Sud-Est de CHATEAU-THIERRY migrent
quant à eux vers les sables de l'Yprésien.
Le champ captant de Plaine 1 et les sables de l'Yprésien sont les deux seuls
exutoires de la pollution par solvants chlorés dans le cas du fonctionnement de
Plaine 1 (scénario 1), le champ captant de Plaine 2 n'est pas contaminé (protégé par
un dôme piézométrique le séparant de Plaine 1) et a fortiori les puits Pli et P12 non
plus.
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
20
3.2.1 - Scénario 1
Les figures 7, 8 et 9 montrent l'extension du panache de pollution et les
concentrations en cas de fonctionnement du champ captant de Plaine 1. Les 3 figures,
quasiment identiques, indiquent que la situation est très stable en ce qui concerne
cette pollution : le champ captant de Plaine 1 draine la pollution venant de la zone
industrielle. Après 4 mois, seul le puits le plus en amont est touché ; après 1 an, tous
les puits de Plaine 1 sont contaminés.
Les solvants chlorés provenant du Sud-Est de CHATEAU-THIERRY migrent
quant à eux vers les sables de l'Yprésien.
Le champ captant de Plaine 1 et les sables de l'Yprésien sont les deux seuls
exutoires de la pollution par solvants chlorés dans le cas du fonctionnement de
Plaine 1 (scénario 1), le champ captant de Plaine 2 n'est pas contaminé (protégé par
un dôme piézométrique le séparant de Plaine 1) et a fortiori les puits Pli et P12 non
plus.
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Figure 7 - Pollution par les solvants chlorés (Scénario 1, après 4 mois)
-300 100 500 900 1300 1700 2100 2500 2900 3300j i I • i . I J i i I i i i—L^, i ! I . i i I i—1_!—1—i i_i 1 J- J—<—L
5700-
5300-
concentrations ug/1
ÜH Sup. à 5000^ B 1000 - 5000| | 500 - 1000U 100 - 500BB go - îooI I Inf. à 50
-300
-5700
-5300
-4900
-4500
-4100
-3700
-3300
-2900
-2500
-2100
-1700
-1300
-900
-500
-100
•-300
-300 100 500 900 1300 1700 2100 2500 2900 3300 (m)
AXE DES X
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
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Figure 8 - Pollution par les solvants chlorés (Scénario 1, après 1 an)
-300 100 500 900 1300 1700 2100 2500 2900 3300
5700-
5300-
NOGENTEL
concentrations ug/l
0 SuP- à 5000^ B 1000 - 50001 I 500 - 1000^ | 100 - 500•I 50 - 100I I Inf. à 50
- 3 0 0CHEZY SUR MARNE
-570Q
-5300
-4900
-4500
-4100
-3700
-3300
-2900
-2500
-2100
-1700
-1300
-900
-500
-100
I ' ' ' 1 r ' ̂ i r 1 T I r I ' ] • 1 ' I ' I ' I ' r ' I ' ' ' 1 '
-300 100 500 900 1300 1700 2100 2500 2900 3300 (m)AXE DES X
- 3 0 0
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
23
Figure 9 - Pollution par les solvants chlorés (Scénario 1, après 3 ans)
-300 100 500 900 1300 1700 2100 2500 2900 3300¡ i l i i i i i t i i • i i i i i i i . i i i i i i i i i i i
5700-
5300-
NQGENTEL
concentrat ions ug/1
^ B Sup. à 5000M l 1000 - 5000I I 500 - 1000
100 - 50050 - 100
1 1 Inf. à 50
100-
-300
-5700
-5300
-4900
-4500
-4100
-3700
-3300
-2900
-2500
-2100
-1700
-1300
-900
-500
-100
• I • ] T I ' | • T T - ] r i . | - T T . j • 1 . |
-300 100 500 900 1300 1700 2100 2500 2900 3300 (m)AXE DES X
- 3 0 0
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
24
3.2.2 - Scénario 2
Les solvants chlorés n'ont plus les mêmes exutoires en cas d'arrêt du
fonctionnement du champ captant de Plaine 1. La piézométrie étant beaucoup plus
plate, les temps de transfert sont plus longs, ce qui mène à une forte pollution de la
nappe au droit de la zone industrielle (figures 10 et 11). Au bout d'un an, la pollution
provenant de la zone industrielle est toujours localisée au droit de cette zone. Après 3
ans, on constate qu'elle s'évacue vers la Marne. Le devenir de la pollution provenant
du Sud-Est de CHATEAU-THIERRY n'est pas modifié par rapport au Scénario 1 :
cette pollution s'écoule toujours vers les sables de l'Yprésien.
Bien que Plaine 1 soit arrêté et qu'il n'existe plus de dôme tangible protégeant
Plaine 2, ce champ captant ainsi que Pli et P12 ne sont pas touchés par la pollution
par solvants chlorés. Néanmoins, une sollicitation supplémentaire de la nappe par
Plaine 2 pourrait diriger les écoulements vers le Sud et ainsi cesser de protéger
Plaine 2 (la nappe étant très plate, la direction d'écoulement peut changer
facilement).
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
24
3.2.2 - Scénario 2
Les solvants chlorés n'ont plus les mêmes exutoires en cas d'arrêt du
fonctionnement du champ captant de Plaine 1. La piézométrie étant beaucoup plus
plate, les temps de transfert sont plus longs, ce qui mène à une forte pollution de la
nappe au droit de la zone industrielle (figures 10 et 11). Au bout d'un an, la pollution
provenant de la zone industrielle est toujours localisée au droit de cette zone. Après 3
ans, on constate qu'elle s'évacue vers la Marne. Le devenir de la pollution provenant
du Sud-Est de CHATEAU-THIERRY n'est pas modifié par rapport au Scénario 1 :
cette pollution s'écoule toujours vers les sables de l'Yprésien.
Bien que Plaine 1 soit arrêté et qu'il n'existe plus de dôme tangible protégeant
Plaine 2, ce champ captant ainsi que Pli et P12 ne sont pas touchés par la pollution
par solvants chlorés. Néanmoins, une sollicitation supplémentaire de la nappe par
Plaine 2 pourrait diriger les écoulements vers le Sud et ainsi cesser de protéger
Plaine 2 (la nappe étant très plate, la direction d'écoulement peut changer
facilement).
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
25
Figure 10 - Pollution par les solvants chlorés (Scénario 2, après 1 an)
-300 100 500 900 1300 1700 2100 2500 2900 3300
5700-
5300-
concentrations ug/l
Sup. à 50001000 - 5000
L_ | 500 - 1000
•100 - 50050 - 100
I 1 Ini. à 50
-300
-5700
-5300
-4900
-4500
-4100
-3700
-3300
-2900
-2500
-2100
-1700
-1300
-900
-500
-100
-300-300 100 500 900 1300 1700 2100 2500 2900 3300 (m)
AXE DES X
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
2 6
Figure 11 - Pollution par les solvants chlorés (Scénario 2, après 3 ans)
-300 100 500 900 1300 1700 2100 2500 2900 3300J I I l _ l 1 1 L ^ J I I I I • I J I 1 | L i 1—J 1 1_1 1_. I 1 L_l 1 1_
5700-
5300-
4900-
50001000 - 5000500 - 1000100 - 50050 - 100
Inf. à 50
100
-5700
-5300
-4900
-4500
-4100
-3700
-3300
-2900
-2500
-2100
-1700
-1300
-900
-500
-100'
-300 ' ¡ • 1 1 I T , T I T | , | T J T | , | , | . | , , . | , , . ¡
-300 100 500 900 1300 1700 2100 2500 2900 3300 (m)
AXE DES X
-300
BRGM NPC-PÎC - R 35 382 PIC 4S 92
27
3.3 - Pollution par les herbicides
Seule la pollution due au désherbage de la partie nord de la voie ferrée est
simulée ici (voir figure 12). En effet, les piézomètres situés dans la partie sud ne
montrent pas de trace d'herbicide (référence [4]). Une autre pollution par herbicides,
beaucoup plus diffuse, existe certainement dans les zones de culture de maïs, mais
n'est pas prise en compte dans la présente modélisation.
L'épandage d'herbicides le long de la voie ferrée dure environ une semaine par
an, ce qu'on assimile à une injection instantanée de polluant dans la nappe. La
quantité injectée est de 2 kg/ha, ce qui correspond à une concentration de 200 /xg/l
pour une épaisseur de nappe de 10 m si le polluant se répartit de manière homogène
sur toute l'épaisseur de la nappe.
3.3.1 - Scénario 3
En cas de fonctionnement de Plaine 1, ce champ captant ainsi que Plaine 2 et
Pli sont contaminés par les herbicides (figure 13). En effet, ces puits ne sont pas
protégés par la piézométrie pour des pollutions venant de l'Est ou de l'Ouest. Une
pollution venant de la Marne par exemple, les atteindrait également.
Seul P12 n'est pas pollué mais rappelons que nous n'avons pas simule
d'épandage d'herbicide le long de la partie sud de la voie ferrée.
Une partie de la pollution migre également vers les sables de l'Yprésien. Au
bout d'un an (voir figure 14), il n'y a plus de pollution du côté de Plaine 2, à condition
bien sûr que la S.N.C.F. n'épande pas de nouveaux herbicides ! Ce temps de 1 an est
certainement sous-estimé car les herbicides peuvent se fixer dans la zone non saturée
et être repris par la nappe lors de variations de niveau, phénomène non modélisé ici.
Les concentrations données par le modèle sont plus importantes que celles observées
aux piézomètres (référence [4]), ce qui confirme les phénomènes d'adsorption et de
dégradation des herbicides.
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
27
3.3 - Pollution par les herbicides
Seule la pollution due au désherbage de la partie nord de la voie ferrée est
simulée ici (voir figure 12). En effet, les piézomètres situés dans la partie sud ne
montrent pas de trace d'herbicide (référence [4]). Une autre pollution par herbicides,
beaucoup plus diffuse, existe certainement dans les zones de culture de maïs, mais
n'est pas prise en compte dans la présente modélisation.
L'épandage d'herbicides le long de la voie ferrée dure environ une semaine par
an, ce qu'on assimile à une injection instantanée de polluant dans la nappe. La
quantité injectée est de 2 kg/ha, ce qui correspond à une concentration de 200 /xg/l
pour une épaisseur de nappe de 10 m si le polluant se répartit de manière homogène
sur toute l'épaisseur de la nappe.
3.3.1 - Scénario 3
En cas de fonctionnement de Plaine 1, ce champ captant ainsi que Plaine 2 et
Pli sont contaminés par les herbicides (figure 13). En effet, ces puits ne sont pas
protégés par la piézométrie pour des pollutions venant de l'Est ou de l'Ouest. Une
pollution venant de la Marne par exemple, les atteindrait également.
Seul P12 n'est pas pollué mais rappelons que nous n'avons pas simule
d'épandage d'herbicide le long de la partie sud de la voie ferrée.
Une partie de la pollution migre également vers les sables de l'Yprésien. Au
bout d'un an (voir figure 14), il n'y a plus de pollution du côté de Plaine 2, à condition
bien sûr que la S.N.C.F. n'épande pas de nouveaux herbicides ! Ce temps de 1 an est
certainement sous-estimé car les herbicides peuvent se fixer dans la zone non saturée
et être repris par la nappe lors de variations de niveau, phénomène non modélisé ici.
Les concentrations données par le modèle sont plus importantes que celles observées
aux piézomètres (référence [4]), ce qui confirme les phénomènes d'adsorption et de
dégradation des herbicides.
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
28
Figure 12 - Localisation des sources de pollution par herbicides
AXE DES X
-300 100 500 900 1300 1700 2100 2500 2900 3300i I , I i I i I i I 1 1 I I , l • I r I i I i I • I r I . 1 i I i I i I
5700-
5300-
-5700
-5300
-4-900
-4500
-4100
-3700
-3300
-2900
-2500
-2100
-1700
-1300
-900
-500
-100
-300 i ' ;—T—i—i—'—r->—|—i—i—i—|—i—r-<~-]—i—i i i—i—i—i—|—i—i
-300 100 500 900 1300 1700 2100 2500 2900 3300 (m)
AXE DES X
- 3 0 0
Pollution ponctuelle par herbicides
BRGM NPC-PÎC - R 35 382 PIC 4S 92
29
Figure 13 - Pollution par les herbicides (Scénario 3, après 4 mois)
-300 100 500 900 1300 1700 2100 2500 2900 3300I i I • I I i L I i I I I i I I I i I i I r 1 I I . I i I • I » I r
5700-
5300-
concentratioDS ug/l
m | Sup. • 600
| H 200 "" 500
| | 100 - 200
•50 - 10020 - 50
| | Inf. à 20
-300
-5700
-5300
-4-900
-4500
-4100
-3700
-3300
-2900
-2500
-2100
-1700
1300
-900
-500
-100
-300-300 100 500 900 1300 1700 2100 2500 2900 3300 (m)
AXE DES X
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
30
Figure 14 - Pollution par les herbicides (Scénario 3, après 1 an)
-300 100 500 900 1300 1700 2100 2500 2900 3300I i I J I i I i 1 i I i I i I L I r I i I i I , ] 1 I . I i I I I i I i
5700-
5300-
4900-
4-500-
4100-
3700-
3300-
>-í/1 2900-
LJX
2500-
2100-
1700-
1300-
900-
500-
100-
-300
concentrations ug/1
Sup. à 500^ ^ 200 - 500I 1 100 - 200
B 50 - 10020 - 50
I I Inf. Ô 20
CHEZY SUR MARNE
-5700
-5300
-4900
-4500
-4100
-3700
-3300
-2900
-2500
-2100
-1700
-1300
-900
-500
-100
I ' \ T T • I • 1 ' | ^ T î 1 ' I ' | ' 1 T | . | i i i |- T |
-300 100 500 900 1300 1700 2100 2500 2900 3300 (m)
AXE DES X
- 3 0 0
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
31
3.3.2 - Scénario 4
Si on arrête le champ captant de Plaine 1, la concentration en herbicides dans la
nappe est plus importante (figures 15 et 16). Au bout d'un an, il en reste encore de
grandes quantités.
Plaine 2 et Pli sont contaminés, mais P12 est épargné. Les sables de l'Yprésien
sont eux aussi concernés par la pollution.
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
31
3.3.2 - Scénario 4
Si on arrête le champ captant de Plaine 1, la concentration en herbicides dans la
nappe est plus importante (figures 15 et 16). Au bout d'un an, il en reste encore de
grandes quantités.
Plaine 2 et Pli sont contaminés, mais P12 est épargné. Les sables de l'Yprésien
sont eux aussi concernés par la pollution.
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
32
Figure 15 - Pollution par les herbicides (Scénario 4, après 4 mois)
-300 100 500 900 1300 1700 2100 2500 2900 3300I r I i I • I I I i I i I i I . I i I i I I I I I i I i L 1 I r 1 i I .
5700-
5300-
Sup. à 500200 - 500100 - 20050 - 10020 - 50
Inf. à 20
-5700
-5300
-4900
-4-500
-4100
-3700
-3300
-2900
-2500
-2100
-1700
-1300
-900
-500
-100
-300 i—i—|—i—i—i—|—i—i—i—j—i—i
-300 100 500 900 1300 1700 2100 2500 2900 3300 (m)
AXE DES X
- 3 0 0
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
33
Figure 16 - Pollution par les herbicides (Scénario 4, après 1 an)
-300 100 500 900 1300 1700 2100 2500 2900 3300• I 1 I I I ! I I I I I , I . I I I I I I I , I I I . 1 I I 1 I I I I I I
5700-
5300-
concentrations ug/1
BB 200 - 5°°I I 1OO - 200
B 50 - 10020 - 50
I ] Inf. à 20
-300
-5700
-5300
-4900
-4-500
-4100
-3700
-3300
-2900
-2500
-2100
-1700
-1300
-900
-500
-100
-300
-300 100 500 900 1300 1700 2100 2500 2900 3300 (m)
AXE DES X
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
34
4. RESULTATS DU CONTROLE CHIMIQUE
4.1 - Résultats obtenus
L'étude de la qualité chimique de la nappe alluviale réalisée à partir de la mise
en place de 10 piézomètres sur lesquels ont été effectuées des analyses complètes a
mis en évidence, lors des prélèvements du 15.10.1991, des concentrations anormales
en atrazine et simazine dans les herbicides azotés et en trichloréthylène dans les
haloformes.
Une seconde campagne de prélèvement a été réalisée le 16.06.1992 dans le but
de vérifier la pérénité de ces anomalies ; les résultats joints en annexe I montrent :
. dans le groupe des haloformes : la valeur mesurée sur le piézomètre P8 à
4,4 /ig/1 en octobre 1991 n'est pas confirmée en juin 1992. Ceci indique des
variations saisonnières de la qualité de la nappe relativement importantes à
proximité de ce point ;
. dans le groupe des herbicides azotés, on constate sur les points vérifiés une
diminution globale des concentrations.
Tableau 3 - Comparaison des concentrations 1991-1992
DatePiez.
P5
P6
P8
ATRAZINE
15.10.91
0,69
0,18
0,25
16.06.92
0,26
0,12
0,15
Variât.
-0,43
-0,06
-0,10
SIMAZINE
15.10.91
0,13
0,17
<0,05
16.06.92
0,07
0,08
<0,05
Variât.
-0,06
-0,09
0,00
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
34
4. RESULTATS DU CONTROLE CHIMIQUE
4.1 - Résultats obtenus
L'étude de la qualité chimique de la nappe alluviale réalisée à partir de la mise
en place de 10 piézomètres sur lesquels ont été effectuées des analyses complètes a
mis en évidence, lors des prélèvements du 15.10.1991, des concentrations anormales
en atrazine et simazine dans les herbicides azotés et en trichloréthylène dans les
haloformes.
Une seconde campagne de prélèvement a été réalisée le 16.06.1992 dans le but
de vérifier la pérénité de ces anomalies ; les résultats joints en annexe I montrent :
. dans le groupe des haloformes : la valeur mesurée sur le piézomètre P8 à
4,4 /ig/1 en octobre 1991 n'est pas confirmée en juin 1992. Ceci indique des
variations saisonnières de la qualité de la nappe relativement importantes à
proximité de ce point ;
. dans le groupe des herbicides azotés, on constate sur les points vérifiés une
diminution globale des concentrations.
Tableau 3 - Comparaison des concentrations 1991-1992
DatePiez.
P5
P6
P8
ATRAZINE
15.10.91
0,69
0,18
0,25
16.06.92
0,26
0,12
0,15
Variât.
-0,43
-0,06
-0,10
SIMAZINE
15.10.91
0,13
0,17
<0,05
16.06.92
0,07
0,08
<0,05
Variât.
-0,06
-0,09
0,00
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
35
Figure 17 - Localisation des points de contrôle
y y'.y. "à uV I.
W ^>^' -'^ '. y.::^/'y¡!'~ ' ' vi^i-^'^-
\ xy
.^/ -r;)-:} >4¿.£^:M-W;
.: "Si^A
M^ ' : ly^.y^"l P^V'^
i/ ^^ ? y'fyày^Pt-yy<>^<-^^
'. / /X O' ^ ' \ "" * *-' ' ."« Chaillot/ei-/
Vv\ ^^.>.E"T-r6i/;x xf'':\i ," \ ^
^>-?>:/ i^c^^-'^.^vv-'h- / u^^- X-Z-T M--~v/ / t .' w A^r-r.- ...
X,^,/ , -.A ,''./.,/.' ri .'j.-r
bCOi 1 km
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
35
Figure 17 - Localisation des points de contrôle
y y'.y. "à uV I.
W ^>^' -'^ '. y.::^/'y¡!'~ ' ' vi^i-^'^-
\ xy
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X,^,/ , -.A ,''./.,/.' ri .'j.-r
bCOi 1 km
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
36
Le mois de juin peut-être considéré comme situé encore en période de hautes
eaux ; par contre, le mois d'octobre caractérise avec septembre la période de basses
eaux. Cette diminution des concentrations avec l'abaissement de la nappe montre :
. qu'en hautes eaux (mars-avril), les concentrations sont susceptibles d'être
supérieures aux maxima mesurés, surtout en fin de recharge hivernale,
. que l'origine est bien proche des captage. En effet, un apport par la Marne se
serait traduit par une augmentation des concentrations lors du soutien des
étiages en juillet - octobre.
4.2 - Interprétation des résultats
Les éléments dosés montrent que la nappe est vulnérable. Les réactions sont
rapides et très liées aux variations saisonnières. Le cycle hydrogéologique est court et
les vitesses de transfert des pollutions rapides avec une bonne capacité de dilution.
Compte-tenu de ce contexte environnemental et hydrogéologique, qui rend
vulnérable ces captages vis-à-vis des pollutions accidentelles, il est conseillé de mettre
en place un réseau d'alerte. Constitué par 3 forages de contrôle crépines sur toute la
hauteur de l'aquifère. cimentés dans la zone non saturée, sur lesquels des
prélèvements d'eau trimestriels réalisés après un pompage de 30 minutes sur chaque
point feront l'objet d'une analyse simplifiée de type C3 + l'atrazine. Tout écart positif
de plus de 2 fois la valeur précédente pour les éléments majeurs et 5 fois pour les
éléments traces devra faire l'objet d'une consultation de l'Hydrogéologue pour avis.
Les points P4, P5 et P8 pourraient être utilisés s'ils remplissent les conditions
nécessaires précitées.
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
36
Le mois de juin peut-être considéré comme situé encore en période de hautes
eaux ; par contre, le mois d'octobre caractérise avec septembre la période de basses
eaux. Cette diminution des concentrations avec l'abaissement de la nappe montre :
. qu'en hautes eaux (mars-avril), les concentrations sont susceptibles d'être
supérieures aux maxima mesurés, surtout en fin de recharge hivernale,
. que l'origine est bien proche des captage. En effet, un apport par la Marne se
serait traduit par une augmentation des concentrations lors du soutien des
étiages en juillet - octobre.
4.2 - Interprétation des résultats
Les éléments dosés montrent que la nappe est vulnérable. Les réactions sont
rapides et très liées aux variations saisonnières. Le cycle hydrogéologique est court et
les vitesses de transfert des pollutions rapides avec une bonne capacité de dilution.
Compte-tenu de ce contexte environnemental et hydrogéologique, qui rend
vulnérable ces captages vis-à-vis des pollutions accidentelles, il est conseillé de mettre
en place un réseau d'alerte. Constitué par 3 forages de contrôle crépines sur toute la
hauteur de l'aquifère. cimentés dans la zone non saturée, sur lesquels des
prélèvements d'eau trimestriels réalisés après un pompage de 30 minutes sur chaque
point feront l'objet d'une analyse simplifiée de type C3 + l'atrazine. Tout écart positif
de plus de 2 fois la valeur précédente pour les éléments majeurs et 5 fois pour les
éléments traces devra faire l'objet d'une consultation de l'Hydrogéologue pour avis.
Les points P4, P5 et P8 pourraient être utilisés s'ils remplissent les conditions
nécessaires précitées.
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
37
CONCLUSION
Les problèmes posés par l'alimentation en eau potable du Syndicat de
CHATEAU-THIERRY ont conduit à mettre en place un modèle mathématique de
simulation de la nappe alluviale entre CHATEAU-THIERRY et CHEZY-sur-
MARNE. Ce modèle a été réalisé en 1991 par le BRGM (référence [3]). Depuis, 10
nouveaux piézomètres ont été installés : des analyses chimiques ont été effectuées sur
chacun d'entre eux (référence [4]) et les niveaux piézométriques ont été mesurés en
continu de décembre 1991 à juin 1992 sur 8 d'entre eux. Une actualisation du modèle
mathématique a donc été effectuée en intégrant ces nouvelles données. La
modélisation en régime transitoire, initialement prévue, a été remplacée par une
modélisation en régime permanent en état de basses eaux car on ne dispose pas d'un
cycle hydrologique complet. Le nouveau calage fait persister un léger dôme
protégeant Plaine 2, Pli et P12 des pollutions venant du Nord (zone industrielle de
CHATEAU-THIERRY) mais ne protégeant pas ces captages d'éventuelles
pollutions provenant des limites latérales de la nappe alluviale.
Les différents scenari simulés montrent que le champ captant de Plaine 1 est
très vulnérable : il draine non seulement la pollution venant de la zone industrielle,
mais aussi les herbicides répandus le long de la voie ferrée. En ce qui concerne la
pollution venant du Nord (zone industrielle), il joue le rôle de barrière hydraulique
en protégeant le champ captant de Plaine 2 et PI 1.
Si Plaine 1 est arrêté, on montre que Plaine 2 ne serait pas atteint par une
pollution provenant de la zone industrielle. Cependant, la nappe serait très plate à
cet endroit et le moindre changement dans les conditions aux limites ou dans la
sollicitation de la nappe (exploitation plus poussée de Plaine 2 par exemple) pourrait
inverser le sens de migration des polluants et les diriger vers Plaine 2. Il est donc
souhaitable, si l'on décide d'arrêter l'exploitation de Plaine 1, de conserver les
pompes opérationnelles dans les puits afin de pouvoir utiliser Plaine 1 comme
barrière hydraulique et ainsi protéger le champ captant de Plaine 2 des pollutions de
la zone industrielle.
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
37
CONCLUSION
Les problèmes posés par l'alimentation en eau potable du Syndicat de
CHATEAU-THIERRY ont conduit à mettre en place un modèle mathématique de
simulation de la nappe alluviale entre CHATEAU-THIERRY et CHEZY-sur-
MARNE. Ce modèle a été réalisé en 1991 par le BRGM (référence [3]). Depuis, 10
nouveaux piézomètres ont été installés : des analyses chimiques ont été effectuées sur
chacun d'entre eux (référence [4]) et les niveaux piézométriques ont été mesurés en
continu de décembre 1991 à juin 1992 sur 8 d'entre eux. Une actualisation du modèle
mathématique a donc été effectuée en intégrant ces nouvelles données. La
modélisation en régime transitoire, initialement prévue, a été remplacée par une
modélisation en régime permanent en état de basses eaux car on ne dispose pas d'un
cycle hydrologique complet. Le nouveau calage fait persister un léger dôme
protégeant Plaine 2, Pli et P12 des pollutions venant du Nord (zone industrielle de
CHATEAU-THIERRY) mais ne protégeant pas ces captages d'éventuelles
pollutions provenant des limites latérales de la nappe alluviale.
Les différents scenari simulés montrent que le champ captant de Plaine 1 est
très vulnérable : il draine non seulement la pollution venant de la zone industrielle,
mais aussi les herbicides répandus le long de la voie ferrée. En ce qui concerne la
pollution venant du Nord (zone industrielle), il joue le rôle de barrière hydraulique
en protégeant le champ captant de Plaine 2 et PI 1.
Si Plaine 1 est arrêté, on montre que Plaine 2 ne serait pas atteint par une
pollution provenant de la zone industrielle. Cependant, la nappe serait très plate à
cet endroit et le moindre changement dans les conditions aux limites ou dans la
sollicitation de la nappe (exploitation plus poussée de Plaine 2 par exemple) pourrait
inverser le sens de migration des polluants et les diriger vers Plaine 2. Il est donc
souhaitable, si l'on décide d'arrêter l'exploitation de Plaine 1, de conserver les
pompes opérationnelles dans les puits afin de pouvoir utiliser Plaine 1 comme
barrière hydraulique et ainsi protéger le champ captant de Plaine 2 des pollutions de
la zone industrielle.
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
38
Par contre, il n'existe aucune barrière hydraulique en ce qui concerne les
pollutions venant de la voie ferrée. Il en est de même pour d'éventuelles pollutions
véhiculées par la Marne. Il faut donc contrôler les eaux de la Marne et les garder de
bonne qualité. L'arrêt du traitement de la voie ferrée par les herbicides devrait
rapidement les éliminer de la nappe (un an d'après le modèle), mais ceux-ci, par des
mécanismes d'adsorption, peuvent avoir des temps de transfert plus importants.
Pour valider le calage hydrodynamique obtenu, il faudrait pouvoir vérifier les
débits aux limites induits par ce calage, notamment Tassez forte alimentation par la
limite ouest en face de Plaine 1 (eaux de la Marne ou eaux passant sous la Marne ?)
et en cas de pompage de 500 m^/h dans P12, la forte alimentation par la limite sud. Ilserait bon également de vérifier que les perméabilités dans la zone sud sont
compatibles avec la perméabilité introduite dans le modèle à cet endroit (10"^ m/s
pour une infiltration de 195 mm/an). Le modèle mathématique mis en place, loin
d'être figé, peut être enrichi par de nouvelles données ou hypothèses aussi bien
hydrodynamiques que hydrochimiques.
L'examen du contexte hydrogéologique et hydrogéochimique montre que le
champ captant est vulnérable aux pollutions d'origine accidentelle ; il serait donc
prudent de prévoir un système "d'alerte" par analyses trimestrielles en trois points
représentatifs.
Monsieur T. VILMUS
Ingénieur hydrogéologue
Ph. ROUSSEL
Adjoint Directeur BRGM IDF
P. MORFAUX
Directeur BRGM NPC-PIC
BRGM NPC-PIC R 35 382 PIC 4S 92
/
38
Par contre, il n'existe aucune barrière hydraulique en ce qui concerne les
pollutions venant de la voie ferrée. Il en est de même pour d'éventuelles pollutions
véhiculées par la Marne. Il faut donc contrôler les eaux de la Marne et les garder de
bonne qualité. L'arrêt du traitement de la voie ferrée par les herbicides devrait
rapidement les éliminer de la nappe (un an d'après le modèle), mais ceux-ci, par des
mécanismes d'adsorption, peuvent avoir des temps de transfert plus importants.
Pour valider le calage hydrodynamique obtenu, il faudrait pouvoir vérifier les
débits aux limites induits par ce calage, notamment Tassez forte alimentation par la
limite ouest en face de Plaine 1 (eaux de la Marne ou eaux passant sous la Marne ?)
et en cas de pompage de 500 m^/h dans P12, la forte alimentation par la limite sud. Ilserait bon également de vérifier que les perméabilités dans la zone sud sont
compatibles avec la perméabilité introduite dans le modèle à cet endroit (10"^ m/s
pour une infiltration de 195 mm/an). Le modèle mathématique mis en place, loin
d'être figé, peut être enrichi par de nouvelles données ou hypothèses aussi bien
hydrodynamiques que hydrochimiques.
L'examen du contexte hydrogéologique et hydrogéochimique montre que le
champ captant est vulnérable aux pollutions d'origine accidentelle ; il serait donc
prudent de prévoir un système "d'alerte" par analyses trimestrielles en trois points
représentatifs.
Monsieur T. VILMUS
Ingénieur hydrogéologue
Ph. ROUSSEL
Adjoint Directeur BRGM IDF
P. MORFAUX
Directeur BRGM NPC-PIC
BRGM NPC-PIC R 35 382 PIC 4S 92
/
39
NAPPE ALLUVIALE DE LA MARNE à CHATEAU-THIERRY (Aisne)
ACTUALISATION DU MODELE HYDRODYNAMIQUE ET HYDRODISPERSIF
ET VALIDATION A L'ETIAGE
RESULTAT DU CONTROLE CHIMIQUE
BIBLIOGRAPHIE
[1] B. CONE, Y. BABOT, Ph. ROUSSELConseil Général de l'Aisne - Projection géophysique dans les alluvions de laMarne à CHEZY-sur-MARNE (Aisne)Note BRGM/PIC 89/81 - Novembre 1989
[2] L. HARB, Ph. ROUSSELSablières MOURET - Modélisation de la plaine alluviale de la Marne àCHEZY-sur-Marne (Aisne)Rapport BRGM R 31 005 PIC 4S 90 - Juin 1990
[3] Ph. JEAN, B. MAZENC, Ph. ROUSSELUnion des Syndicats du Sud de l'Aisne - Agence Financière de Bassin Seine-Normandie - Nappe alluviale de la Marne à CHATEAU-THIERRY (Aisne)- Mise en place d'un modèle hydrodynamique et hydrochimiqueRapport BRGM R 33 271 IDF 4S 91 Août 1991
[4] Ph. ROUSSELSyndicat de CHATEAU-THIERRY - Réalisation de piézomètres dans lanappe alluvialeNote BRGM 91 IDF 252 - Décembre 1991
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
39
NAPPE ALLUVIALE DE LA MARNE à CHATEAU-THIERRY (Aisne)
ACTUALISATION DU MODELE HYDRODYNAMIQUE ET HYDRODISPERSIF
ET VALIDATION A L'ETIAGE
RESULTAT DU CONTROLE CHIMIQUE
BIBLIOGRAPHIE
[1] B. CONE, Y. BABOT, Ph. ROUSSELConseil Général de l'Aisne - Projection géophysique dans les alluvions de laMarne à CHEZY-sur-MARNE (Aisne)Note BRGM/PIC 89/81 - Novembre 1989
[2] L. HARB, Ph. ROUSSELSablières MOURET - Modélisation de la plaine alluviale de la Marne àCHEZY-sur-Marne (Aisne)Rapport BRGM R 31 005 PIC 4S 90 - Juin 1990
[3] Ph. JEAN, B. MAZENC, Ph. ROUSSELUnion des Syndicats du Sud de l'Aisne - Agence Financière de Bassin Seine-Normandie - Nappe alluviale de la Marne à CHATEAU-THIERRY (Aisne)- Mise en place d'un modèle hydrodynamique et hydrochimiqueRapport BRGM R 33 271 IDF 4S 91 Août 1991
[4] Ph. ROUSSELSyndicat de CHATEAU-THIERRY - Réalisation de piézomètres dans lanappe alluvialeNote BRGM 91 IDF 252 - Décembre 1991
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
ANNEXEANNEXE
NAPPE ALLUVIALE DE LA MARNE à CHATEAU-THIERRY (Aisne)
ACTUALISATION DU MODELE HYDRODYNAMIQUE ET HYDRODISPERSIF
ET VALIDATION A L'ETIAGE
RESULTAT DU CONTROLE CHIMIQUE
ANNEXE I
RESULTATS DE LA CAMPAGNE DE PRELEVEMENT DU 16 JUIN 1992
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
NAPPE ALLUVIALE DE LA MARNE à CHATEAU-THIERRY (Aisne)
ACTUALISATION DU MODELE HYDRODYNAMIQUE ET HYDRODISPERSIF
ET VALIDATION A L'ETIAGE
RESULTAT DU CONTROLE CHIMIQUE
ANNEXE I
RESULTATS DE LA CAMPAGNE DE PRELEVEMENT DU 16 JUIN 1992
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
ANNEXE ItíULLtUN U'ANAL Yb'b
Dep:C2Commune- :CIIAiLAU lltlERRYPIEZCMCTRESFORAGES ET PIEZOMETRES
INSTITUT PASTEUR DEULLEDÉPARTEMENT EAUX ET ENVIRONNEMENTLaboratoire de référence agréé pour l'analyse dos eaux
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I3RC;m sgr nord pas de calaisfort ce lezennes
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17/0.5./92 a 09113C
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0.07C.26
/, ruo du Professeur Calmeîto - B.P. 245 - 59019 Lille CedexTél. 20 87. 77 30 ù 33 - Télécopie 20.87. 73 83
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
ANNEXE ItíULLtUN U'ANAL Yb'b
Dep:C2Commune- :CIIAiLAU lltlERRYPIEZCMCTRESFORAGES ET PIEZOMETRES
INSTITUT PASTEUR DEULLEDÉPARTEMENT EAUX ET ENVIRONNEMENTLaboratoire de référence agréé pour l'analyse dos eaux
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I3RC;m sgr nord pas de calaisfort ce lezennes
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17/0.5./92 a 09113C
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/, ruo du Professeur Calmeîto - B.P. 245 - 59019 Lille CedexTél. 20 87. 77 30 ù 33 - Télécopie 20.87. 73 83
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ANNEXE IBULLETIN D'ANALYSE
Dep :02Commune : CHATEAU lillERRYPIEZOMETRESFORAGES E
INSTITUT PASTEUR DE ULLEDÉPARTEMENT EAUX ET ENVIRONNEMENTLaboratoire do reference agréé pour l'analyse des eaux
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BRGM SGR NORD PAS DE CALAISFORT DE LEZENNES
Vos Ref :P6Preieve par ¡ e demandeur!e 16/06/92- a If. HCCReçu !e 1 7/06/92 a 091130
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/, rue du Professeur Calmelte - B.P. 245 - 59019 Lille CedexTel 20 87. 77.30 à 33 - Télécopie 20 87. 73 83
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ANNEXE IBULLETIN D'ANALYSE
Dep :02Commune : CHATEAU lillERRYPIEZOMETRESFORAGES E
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EAUNo ; 1
BRGM SGR NORD PAS DE CALAISFORT DE LEZENNES
Vos Ref :P6Preieve par ¡ e demandeur!e 16/06/92- a If. HCCReçu !e 1 7/06/92 a 091130
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/, rue du Professeur Calmelte - B.P. 245 - 59019 Lille CedexTel 20 87. 77.30 à 33 - Télécopie 20 87. 73 83
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ANNEXE IBULLETIN D'ANALYSE
Dep: 02Commune : CHATEAU THIERRYPIEZOMETRESFORAGES ET PIEZOMETRES
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DRGM SGR NORD PAS DE CALAISFORT CE LEZENNES
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/, rue du Professeur Calmette - B.P. 245 - 59019 Lille CedexTel. 20 87. 77.30 à 33 - Télâcop.c 20 87. 73 83
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ANNEXE IBULLETIN D'ANALYSE
Dep: 02Commune : CHATEAU THIERRYPIEZOMETRESFORAGES ET PIEZOMETRES
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DRGM SGR NORD PAS DE CALAISFORT CE LEZENNES
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HELLEMMES LILLE59260 IlELLEMMES LILLE
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CC.C50. 15
/, rue du Professeur Calmette - B.P. 245 - 59019 Lille CedexTel. 20 87. 77.30 à 33 - Télâcop.c 20 87. 73 83
BRGM NPC-PIC - R 35 382 PIC 4S 92
R 35 382 PIC 4 S 92R 35 382 PIC 4 S 92
![LW. - infoterre.brgm.frinfoterre.brgm.fr/rapports/89-SGN-696-LIM.pdf · Vh L'EXAMEM LITtiOLOGIQUE ET STRUCTURAL Huit zones ont été sélectionnées préférentiellement Cfigure 2],](https://img.pdfslide.fr/doc/110x75/5b45a5e17f8b9a4b558bd804/lw-vh-lexamem-littiologique-et-structural-huit-zones-ont-ete-selectionnees.jpg)
![Les nouvelles acquisitions · 2018-12-11 · LES NOUVELLES ACQUISITIONS [novembre-décembre 2018] Bibliothèque Pierre Monbeig Construite sur les alluvions d'un lac, la Cathédrale](https://img.pdfslide.fr/doc/110x75/5ea9964d9e145a75e54d5596/les-nouvelles-2018-12-11-les-nouvelles-acquisitions-novembre-dcembre-2018.jpg)
