Projet d’ouverture d’une carrière dans la moyenne terrasse de ......Projet d’ouverture d’une carrière dans la moyenne terrasse de la Moselle à Chamagne (88) Etude hydrogéologique

Projet d’ouverture d’une carrière

dans la moyenne terrasse de la Moselle

à Chamagne (88)

Etude hydrogéologique

Octobre 2013

N° Ra‐ES‐2013‐02‐03/A

Emmanuel SONCOURT Hydrogéologue 25 rue Charles de Gaulle 21240 TALANT Tél. : 03.80.58.49.78 / 06.41.68.85.62 http://soncourt.free.fr

Société Routière et de Dragages de l’EstPlaine de Socourt – BP50 88132 CHARMES Cedex Mr Christophe DIDIER Tél 03 29 38 11 01

SRDE

Projet de carrière dans la moyenne terrasse de la Moselle à Chamagne (88) – Etude hydrogéologique

N° Ra‐ES‐2013‐02‐03/A

Emmanuel SONCOURT octobre 2013 2/26

Sommaire

1 ‐ CONTEXTE – OBJECTIF .............................................................................................................. 4

2 ‐ SITUATION GENERALE, TOPOGRAPHIE........................................................................................... 4

2.1 ‐ Localisation .......................................................................................................................... 4

2.2 ‐ Morphologie du terrain ....................................................................................................... 4

3 ‐ GEOLOGIE .............................................................................................................................. 4

3.1 ‐ Cadre géologique général.................................................................................................... 4

3.2 ‐ Données locales ................................................................................................................... 5

4 ‐ HYDROLOGIE, HYDROGEOLOGIE .................................................................................................. 6

4.1 ‐ Alluvions récentes ............................................................................................................... 6

4.1.1 ‐ Exploitation actuelle ..................................................................................................................... 6

4.1.2 ‐ Captage de Chamagne .................................................................................................................. 7

4.2 ‐ Alluvions anciennes ............................................................................................................. 8

4.2.1 ‐ Bassin versant ............................................................................................................................... 8

4.2.2 ‐ Description du milieu aquatique ................................................................................................... 8

4.2.3 ‐ Débits .......................................................................................................................................... 10

4.2.4 ‐ Piézométrie ................................................................................................................................. 11

4.2.5 ‐ Qualité ........................................................................................................................................ 12

5 ‐ EFFETS PREVISIBLES DU PROJET ................................................................................................. 13

6 ‐ MESURES COMPENSATOIRES ENVISAGEABLES .............................................................................. 14

7 ‐ CONCLUSION ........................................................................................................................ 15

Table des figures

Figure 1 : Situation du projet sur fond de carte IGN

Figure 2 : Contexte géologique général

Figure 3 : géologie des alluvions

Figure 4 : Implantation des sondages de reconnaissance du gisement

Figure 5 : Carte piézométrique de novembre 2005

Figure 6 : Bassins versants superficiels

Figure 7 : Description du milieu aquatique

Figure 8 : Esquisse piézométrique

Figure 9 : Profil hydrogéologique interprétatif Ouest ‐ Est

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Table des annexes

Annexe A : Lever topographique du site de mai 2013

Annexe B : Arrêté de DUP du captage de Chamagne

Annexe C : Bulletins d’analyse d’eau

Annexe D : Caractéristiques des piézomètres de septembre 2013

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1 ‐ Contexte – Objectif

SRDE exploite actuellement une carrière de granulats dans les alluvions récentes du lit majeur de la Moselle, sur les communes de Charmes et Chamagne (88). La société projette l’ouverture d’un nouveau site d’extraction dans la moyenne terrasse, sur la commune de Chamagne. Elle a missionné à cet effet un bureau d’étude pour établir le dossier de demande d’autorisation d’exploiter. L’objet du présent document est de préciser les contraintes hydrogéologiques propres au projet.

2 ‐ Situation générale, topographie

2.1 ‐ Localisation

Le projet se situe au Sud de la commune de Chamagne, à la limite de celle de Charmes, en rive droite de la Moselle, au lieu dit « Le Bois de Genêt » (Figure 1). Il est bordé au Sud par le ruisseau du Genêt, au Nord par le ruisseau du Grand Bief, et à l’Est par la voie ferrée Nancy – Epinal. Il se trouve à 1,7 km à l’Est de la Moselle, et à plus de 1,2 km à l’extérieur de la limite du lit majeur. Il englobe des terres agricoles (prairie permanente, culture) formant une enclave en bordure de la forêt de Charmes.

Au plan cadastral, sont concernées les parcelles A 662, A 663, A697 et A698, pour une superficie totale de 31 ha.

2.2 ‐ Morphologie du terrain

L’altitude des terrains s’étage entre 283 et 293 m. La pente générale est orientée vers l’Ouest, avec une valeur moyenne de 2 %. En limite Sud et Sud‐Ouest, on observe des pentes plus fortes, pouvant atteindre 8 %, entre les altitudes 286 et 289 m. On remarque également en partie Sud une croupe peu marquée (renflement de 1 à 2 m) d’orientation ENE‐WSW, sensiblement parallèle au ruisseau du Genêt.

Le fond de la vallée de la Moselle est situé à une altitude de 261 à 263 m. En temps normal, le niveau de la rivière est à une altitude de 257 à 259 m, la cote de la crue de référence étant de 262 à 265 m.

3 ‐ Géologie

3.1 ‐ Cadre géologique général

Le substratum géologique sur lequel reposent les alluvions est constitué des marnes du Keuper inférieur (Marnes irisées inférieures), dont l’épaisseur est voisine de 100 m. Elles affleurent d’une part dans la partie Est de la forêt de Charmes, et d’autre part en Rive gauche de la Moselle (Figure 2). Dans le fond de la vallée, la carte géologique au 1/50 000 du BRGM (feuille de Mirecourt) indique quelques affleurements laissant apparaitre les terrains sous jacents de la Lettenkohle (schistes marneux, épaisseur 8 à 15 m), voire ceux du sommet de Muschelkalk supérieur (dolomie de Vittel, épaisseur 8 à 9 m). Les couches sont inclinées vers le Nord‐Ouest avec une pente de 1 % environ.

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Alors qu’en rive gauche de la rivière, entre Charmes et Chamagne, les alluvions cèdent rapidement la place aux terrains du Trias et du Lias, en rive droite, elles se développent sur des étendues importantes, la largeur couverte pouvant atteindre 6 à 7 km. Plusieurs terrasses d’âge différent s’emboitent les unes dans les autres (Figure 3) :

Fv : très haute terrasse, attribuée au Sicilien (Riss ou Mindel), située à 90‐100 m au dessus de la vallée actuelle ;

Fw : haute terrasse, d’âge probablement milazzien (Riss), située à 55‐60 m au dessus de la vallée actuelle ;

Fx : moyenne terrasse, d’âge probablement tyrrhénien (Riss ou Wurm), située à 30‐35 m au dessus de la vallée actuelle ;

Fy : basse terrasse, d’âge probablement monastirien (Wurm), située à 15‐20 m au dessus de la vallée actuelle ;

Fz : Alluvions récentes de fond de vallée.

Les terrasses les plus anciennes ne subsistent plus que sous forme de lambeaux discontinus. D’après la carte géologique, le projet se trouverait à cheval sur la basse terrasse et la moyenne terrasse. Pour mémoire, les extractions actuelles de gravier se font dans les alluvions récentes.

3.2 ‐ Données locales

Sur le terrain, une rupture de pente marque la limite entre la basse terrasse et la moyenne terrasse. Elle correspond sensiblement à la courbe de niveau 285 de la carte topographique IGN au 1/25 000. La limite entre les deux terrasses est en réalité un peu plus à l’Ouest que sur la carte géologique, et la totalité du projet se développe sur la moyenne terrasse.

Au niveau de Charmes, la carte géologique indique un affleurement de Muschelkalk entre les alluvions récentes et la basse terrasse. A Chamagne, un affleurement de Keuper (non cartographié) existe également en rive droite du Grand Bief, dans le méandre situé à l’aval de la D9. On notera par ailleurs que la limite entre alluvions récentes et basse terrasse est soulignée par une rupture de pente très marquée dans la topographie. Même si le substratum n’affleure pas systématiquement, il est très probable que l’épaisseur des alluvions subsistant à ce niveau soit très réduite. Il est possible qu’un phénomène similaire existe entre basse et moyenne terrasse, même si l’écart d’altitude entre les deux est moins marqué, et si la rupture de pente est moins nette.

Une reconnaissance du gisement, comprenant 4 sondages à la pelle mécanique de 5 m de profondeur maximum et 11 sondages tarière de 8 m de profondeur maximum a été réalisée en août et septembre 2011 par la société CIRSE Environnement. 8 de ces sondages sont situés sur la moyenne terrasse, 3 sur la basse terrasse, et 4 à la limite entre les deux (Figure 4). Pour les sondages situés sur la moyenne terrasse, les cotes topographiques ont pu être déterminées a posteriori à l’aide d’un lever de géomètre en date de mai 2013 (Annexe A).

Deux piézomètres ont été installés en limite Est du site (moyenne terrasse) en septembre 2013, et apportent également des informations sur la position du substratum (Cf. caractéristiques en Annexe D).

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Moyenne terrasse. L’épaisseur de couverture limoneuse varie entre 0,4 et 1,9 m. Les épaisseurs les plus faibles (0,4 à 0,7 m) sont rencontrées en limite Sud (P3, P4 et T3) et Est (PZ1 , PZ2) du site. Cinq points atteignent réellement le substratum. Sur 2 autres points, les sondages ont bloqué sur un niveau de galets grossiers. CIRSE Environnement a considéré que ce niveau constituait la base du gisement et avait une épaisseur de l’ordre de 1 m, et en a déduit une épaisseur probable du gisement. Sur cette base, CIRSE Environnement estime que l’épaisseur du gisement est comprise entre plus de 3,5 m et 6,4 m. Un point rencontre une épaisseur de 2 m seulement. Ce sondage (P3) est situé en bordure du ruisseau du Genêt, dans une zone où la terrasse a été érodée par le ruisseau. La cote du substratum est comprise entre 285‐287 m en limite Est du site et 281‐282 m en limite Ouest. A noter qu’il existe un doute sur l’implantation du point P4, qui n’est pas situé au même endroit sur les deux plans établis par CIRSE Environnement.

Zone intermédiaire. L’épaisseur de couverture limoneuse est de 1,2 à 1,3 m (0,1 m sur un point). L’épaisseur des alluvions est estimée comprise entre 4 et 7 m, mais aucun point n’atteint réellement le substratum (refus sur gros galets dans les 4 sondages). La cote du substratum, évaluée à partir des cotes sol de la carte IGN, est comprise entre 277 et 280 m.

Basse terrasse. Un des sondages (T8), arrêté à 3,5 m n’a pas rencontré du tout de graviers. La description de la coupe ne permet pas de savoir si le substratum a été atteint ou non. Sur les deux autres sondages, l’épaisseur de la couverture limoneuse est de 1,3 à 1,5 m. L’épaisseur des alluvions varie entre 2,2 m et plus de 3,5 m (estimé). La cote du substratum, évaluée à partir des cotes sol de la carte IGN, est comprise entre 277 et 280 m.

Sur les sondages P1, P2 et P3, les matériaux sont siliceux. Le sable (< 5 mm) représente 40 % du gisement. Les éléments supérieurs à 25 mm en représentent 35 %. La teneur en fines est de 5 à 8 %

4 ‐ Hydrologie, hydrogéologie

4.1 ‐ Alluvions récentes

4.1.1 ‐ Exploitation actuelle

La carrière actuelle de Charmes et Chamagne de SRDE se situe en rive droite de la Moselle, dans le lit majeur, et se développe entre celle‐ci et la ferme de Saulcy. D’après l’étude hydrogéologique SOGREAH d’avril 2006, les caractéristiques de la nappe alluviale sont les suivantes :

La nappe est la plupart du temps drainée par la Moselle, qui, compte tenu de son fort surcreusement, ne peut la réalimenter que pendant de très fortes crues ;

Elle s’écoule du Sud‐Est vers le Nord‐Ouest avec un gradient moyen de 1,5 à 2 ‰ ;

Son alimentation provient des apports amont de la nappe, des apports latéraux depuis les coteaux et de la pluviométrie ;

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L’altitude du substratum est de 256‐259 m le long de la rivière, et remonte vers les bordures jusqu’à 262 m (Etude Hydratec 1996). L’épaisseur maximale des alluvions ne dépasse pas 10 m. Les cotes piézométriques varient entre 258 m au Nord‐Ouest et 261,5 m en pied de coteau (novembre 2005 et décembre 2011). L’épaisseur d’alluvions mouillées est de 3 m environ au bord de la rivière et diminue vers les bordures. La carte piézométrique de novembre 2005 est reproduite en Figure 5

D’après une étude réalisée en 1976 (ou 1975 ?), dont les résultats ont été repris en 1996 par Hydratec (citée par SOGREAH et F. NOELLE), la transmissivité sur le site est de 5 à 7 . 10‐3 m²/s.

4.1.2 ‐ Captage de Chamagne

Le captage de Chamagne porte le numéro d’inventaire national 0304‐2X‐0026. Il a fait l’objet d’un avis d’hydrogéologue agréé de F. NOELLE en date du 7 mars 2006, et d’un nouvel arrêté de Déclaration d’Utilité Publique en date du 11 juin 2009.

Les principales données relatives à ce captage sont rappelées ci‐dessous :

Le captage date de 1961. Il est constitué d’un tubage en grès vernissé de 600 mm de diamètre et de 6,9 m de profondeur, crépiné de 4,9 à 6,8 m ;

Les graviers ont été rencontrés entre 0,3 et 6,7 m de profondeur. En octobre 1961, le niveau de la nappe s’établissait à 2,6 m de profondeur. Si l’on admet une altitude du sol de 260 m, la cote de la nappe était de 257,4 m, et la cote du substratum de 253,3 m. La hauteur d’alluvions mouillées était de 4,1 m ;

Le débit spécifique (mesuré en 2006) varie entre 50 et 40 m3/h lorsque le débit de pompage varie de 6,1 à 16,3 m3/h. La transmissivité de la nappe est de 9,3 . 10‐3 m²/s. Un forage de reconnaissance réalisé à 100 m au Nord‐Ouest du captage en 1975 a indiqué une transmissivité de 5 . 10‐2 m²/s, pour une épaisseur mouillée de 8,2 m ;

En 2003, le forage a fonctionné en limite de ses capacités, alors que l’étiage 1976, a priori plus sévère, n’avait pas posé de problème. F.NOELLE attribue cette évolution à l’enfoncement progressif du lit de la Moselle, lié à des exploitations de granulat dans le lit mineur avant les années 1980. Il faut cependant souligner que les besoins en 1976 étaient certainement inférieurs, et, bien que l’ouvrage étant en limite de capacité, il est tout à fait possible que le problème n’ait pas été identifié. Il n’en reste pas moins que l’enfoncement du lit de la Moselle est bien réel.

L’arrêté de DUP du 11 juin 2009 est reproduit en Annexe B. Le prélèvement est autorisé à hauteur de 8 m3/h, 20 heures par jour, et 58 400 m3/an. La commune doit rechercher, dans un délai de 3 ans, une ressource d’une autre origine afin de palier à toute insuffisance de la ressource.

Les contours des périmètres sont reportés sur la carte de la Figure 1. Le projet se situe en intégralité dans le périmètre de protection éloignée (PPE). L’article 6.3.2 de l’arrêté dispose que, dans le périmètre de protection éloignée :

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« Sont réglementés :

- (…)

- L’ouverture, l’exploitation ou la reprise de carrières à ciel ouvert ou souterraines et de

gravières, leur remblaiement sauf avec des matériaux d’origine géologique identique.

- (…) ».

L’article 9 précise :

« Tout projet de construction, d’installation, d’activité, de dépôt ou d’excavation

réglementés, conformément aux alinéas 6.2 et 6.3 ci-dessus fera l’objet d’un dépôt de dossier

auprès du Préfet des Vosges. (…) L’enquête hydrogéologique éventuellement prescrite par

l’administration sera faite par un hydrogéologue agréé aux frais du pétitionnaire

(…) »

4.2 - Alluvions anciennes

4.2.1 - Bassin versant

Le site du projet est limité au Nord par le ruisseau du Grand Bief, et au Sud par le ruisseau du

Genêt (Figure 6). Les caractéristiques de la partie des bassins versants de ces deux cours

d’eau située à l’amont de la voie ferrée sont présentées ci-après :

Ruisseau du Grand Bief : sa superficie est de 2,3 km². Il s’étend vers l’Est sur une longueur

de 3,6 km. Les altitudes sont comprises entre 290 et 348 m. Il est entièrement boisé, et son

sous-sol est exclusivement composé d’alluvions anciennes.

Ruisseau du Genêt : sa superficie est de 1,1 km². Il s’étend vers l’Est sur une longueur de

2,4 km. Les altitudes sont comprises entre 287 et 332 m. Il est également entièrement boisé,

et son sous-sol est aussi exclusivement composé d’alluvions anciennes. A noter l’existence

d’un affluent rive gauche (non dénommé) drainant « Bois Banni » et « la Récompense », et

se rejetant dans le ruisseau du Genêt à l’aplomb de la ligne haute tension. La continuité de la

partie aval n’est pas cartographiée, mais existe sur le terrain sous forme d’une zone

marécageuse à faible écoulement. La superficie du bassin versant de cet affluent est de

0,73 km². Le ruisseau de la Fontaine Gauffy est un deuxième affluent rive gauche du ruisseau

du Genêt. Il se rejette dans ce dernier juste à l’amont de la D9, après avoir traversé la zone

industrielle de Charmes. La superficie de son bassin versant est beaucoup plus importante

(8,3 km²). Ces deux affluents se rejettent à l’aval du projet, et ne sont pas concernés par

l’étude.

4.2.2 - Description du milieu aquatique

Une visite détaillée du site a été réalisée les 23 et 24 avril 2013. La période correspond à la

période des hautes eaux, d’autant plus que l’hiver et le début du printemps ont été

convenablement arrosés (A Epinal : 104,5 mm en décembre 2012, 60,9 mm en janvier 2013,

66,8 mm en février, 51,4 mm en mars, et 49,8 mm du 1er

au 12 avril). En revanche, il n’y a eu

aucune précipitation du 13 au 24 avril, ce qui signifie que les observations réalisées lors de la

visite sont représentatives d’un régime stabilisé, non influencé par du ruissellement.

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Lors de la visite de terrain, les opérations suivantes ont été réalisées :

Observations géomorphologiques, localisation des ruisseaux, fossés, mouilles, zones humides, puits, sources, drains, etc… ;

Mesures du débit des cours d’eau au micro‐moulinet en différents endroits, ainsi que des émergences et drains ;

Mesures de niveau d’eau dans les puits existants ;

Prélèvements d’eau en 5 points.

L’ensemble des éléments observés sont reportés sur le plan de la Figure 7.

4.2.2.1 ‐ Cours d’eau

Sur le cadastre, au niveau du projet, le ruisseau du Genêt présente de nombreux méandres. En réalité, il a été rectifié et présente maintenant un cours pratiquement rectiligne. Dans certains secteurs, l’ancien lit est encore visible en rive gauche, où il forme une succession de lônes ou bras morts. Le Grand Bief a également fait l’objet d’une rectification, mais qui a elle été prise en compte dans le tracé parcellaire (peut être parce que le Grand Bief, contrairement au Genêt, n’est pas une limite communale).

La profondeur du lit varie entre 0,4 et 1,3 m, et la largeur du fonde entre 1,1 et 2,5 m. Les berges sont sablo‐limoneuses. Elles sont souvent dissymétriques. Le fond est sablo‐graveleux, parfois même recouvert de galets. Dans certaines zones moins pentues, on note quelques accumulations de vase. Il est très probable que dans un certain nombre d’endroit, les ruisseaux coulent directement sur les sables et graviers du gisement.

Au droit du projet, l’altitude du fond du Genêt varie de 286,75 à 281,30 m, la pente longitudinale moyenne étant de 1,5 %. Le Grand Bief varie de 289,20 à 285,55 m, avec une pente moyenne de 0,8 %. Le Grand Bief est donc plus haut topographiquement, et présente une pente plus faible que le Genêt, ce qui peut s’expliquer par un parcours plus long pour rejoindre la Moselle : A l’aval du projet, le Grand Bief parcourt 7,8 km avant de rejoindre la Moselle, à 2,7 km à l’aval de Chamagne. Le Genêt ne parcourt que 4 km, et rejoint la Moselle au niveau de l’exploitation actuelle, entre Charmes et Chamagne.

4.2.2.2 ‐ Fossés, mares, zones humides

Le fossé le plus marqué est celui qui longe la limite Ouest de la parcelle 698, et traverse les parcelles 701, 702 et 703. La limite de la parcelle 698 correspond à une rupture de pente très bien marquée sur le terrain, qui matérialise probablement la limite entre basse terrasse et moyenne terrasse. Ce fossé présente un point haut à peu près au niveau de la limite des parcelles 700 et 701. De part et d’autre de ce point les écoulements du fossé se partagent vers le Sud d’une part et vers le Nord‐Ouest puis vers le Sud‐Est d’autre part. Les deux branches rejoignent le Genêt, l’une à la limite aval du projet, l’autre 540 m plus à l’aval. La profondeur de ce fossé peut atteindre 1,5 m. A la date de la visite, il présentait un écoulement de 0,44 à 0,72 l/s (J7, J9, J11). Il est alimenté par des suintements en provenance de la haute terrasse.

D’autres fossés moins importants sont présents, uniquement sur la basse terrasse.

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Les zones humides sont localisées pour la plus part le long des ruisseaux. Elles semblent correspondre à des affleurements de nappe, comme cela est démontré par le puits 2, dont le niveau est 15 cm au dessus du sol, et qui est entouré par une large zone humide. Deux zones humides sont plus éloignées des ruisseaux. L’une, sur la parcelle 701, longe le fossé décrit plus haut et collecte des eaux en provenance de la moyenne terrasse. L’autre, sur la parcelle 705, correspond à un affleurement de la nappe de la basse terrasse, sans doute liée à une réduction de son épaisseur ou de sa perméabilité. Une partie de cette zone a été creusée pour aménager une mare d’abreuvement du bétail. Plus à l’Ouest, on note sur la parcelle 337 l’existence d’une petite source, située à la base de la basse terrasse.

Aucune zone humide n’est présente sur la partie « moyenne terrasse ».

4.2.2.3 ‐ Puits d’abreuvement du bétail

Cinq puits ont été inventoriés dans la zone d’étude ou à proximité, et ont fait l’objet de mesures lors de la campagne d’avril. Deux sont situés le long du Genêt (Puits 1, Puits 2), deux dans la basse terrasse (Puits 4 et Puits 5), et un seul est réellement représentatif de la moyenne terrasse (Puits 3). Leur profondeur varie entre 2 et 5 m. Les puits 2, 4 et 5 présentent un niveau d’eau très proche du sol (voire légèrement au dessus pour P2). P1, situé très proche du Genêt, a son niveau en équilibre avec le ruisseau. Seul P3 présente un niveau un peu plus profond (2,8 m).

Un sixième puits a été localisé par le géomètre à la limite des parcelles 697 et 698, en bordure du Grand Bief. Ce puits n’a fait l’objet d’aucun relevé.

4.2.3 ‐ Débits

Les valeurs de débit mesurées les 23 et 24 avril 2013 sont reportées sur la Figure 7. On peut comparer ces mesures avec les valeurs obtenues à la même date sur deux stations hydrométriques relativement proches, et dont le contexte peut être considéré comme similaire : L’Avière à Frizon et le Gite à Velotte‐et‐Tatignecourt. Dans les deux cas, les débits mesurés les 23 et 24 avril 2013 correspondent sensiblement à la valeur médiane :

Station Avière à Frizon Gite à Velotte‐et‐Tatignecourt

Superficie bassin versant (km²) 105 114

Période d’observation 1970 ‐ 2013 1980 ‐ 2013

Débit spécifique interannuel (l/s/km²)

11,8 12,6

Débit médian interannuel 25/04 (l/s) 693 835

Débit 23/04/2013 (l/s) 829 809

Débit 24/04/2013 (l/s) 706 752

Si l’on extrapole les valeurs de débit aux bassins du Grand Bief et du Genêt, au prorata des superficies, on obtient un débit théorique de 15,1 à 18,2 l/s pour le premier, et de 7,5 à

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9,0 l/s pour le second. Les débits mesurés sont de 2,00 et 1,43 l/s. Il est possible que la différence entre débit théorique et débit mesuré représente l’ordre de grandeur de l’écoulement souterrain des deux cours d’eau, soit 19 à 24 l/s à la date des mesures.

Sur le Grand Bief, les débits augmentent de 4,1 l/s sur une distance de 1,4 km (J1 – J4). Le seul apport ponctuel identifié est le point J2 (0,66 l/s). Les autres apports se font de manière diffuse par le fond et par les berges.

De la même manière, les débits du Genêt augmentent de 1,3 l/s sur une distance de 850 m (J5 – J10), alors que les apports ponctuels identifiés représentent 0,6 l/s (J6 et J7).

Les zones humides repérées en bord de cours d’eau ne présentent pas toujours un écoulement visible (c’est le cas par exemple au voisinage de P2), mais illustrent les apports de la nappe au ruisseau.

Lorsque les ruisseaux rejoignent le lit majeur de la Moselle, leurs eaux s’infiltrent dans les alluvions, et ils s’assèchent complètement une grande partie de l’année, voire toute l’année en certains points.

Des observations visuelles complémentaires ont été réalisées par SRDE à la mi‐août 2013. Elles montrent un tarissement complet des écoulements sur les deux cours d’eau, tant à l’amont qu’à l’aval du projet. Seules subsistent quelques flaques discontinues, pouvant être en équilibre de charge avec la nappe. Le tarissement des cours d’eau en été, alors même qu’il ne s’agit pas d’un étiage exceptionnel, montre la faible contribution de la nappe aux écoulements.

4.2.4 ‐ Piézométrie

Une esquisse piézométrique à la date du 23‐24/04 2013 a été tracée en utilisant les informations suivantes :

Niveaux d’eau mesurés dans les puits ;

Cote des drains présentant un écoulement ;

Cote des zones humides ;

Cotes de débordement de nappe (fond de fossé ou de ruisseau présentant des suintements d’eau souterraine ;

J’ai également reporté pour mémoire les mesures de niveau réalisées lors des reconnaissances géologique d’août‐septembre 2011. Ces niveaux sont purement indicatifs car les sondages ne sont pas nivelés, les niveaux ne sont sans doute pas stabilisés, et la situation hydrologique est différente. Les mesures réalisées sur les deux piézomètres en septembre 2013 sont également reportées. Ces points ont été nivelés, mais la situation hydrologique n’est pas comparable.

L’esquisse est représentée en Figure 8. Elle doit être interprétée avec prudence, notamment du fait de la quasi absence totale de mesures fiables dans toute la zone de la moyenne terrasse (les deux seules mesures fiables à l’amont de cette zone sont celles des piézomètres, qui ne sont pas synchrones avec les autres valeurs). Le sens d’écoulement général est orienté vers l’Ouest, avec un effet de drainage marqué vers le fossé principal et le Genêt, et un peu moins net vers le Grand Bief. Le gradient d’écoulement est de 1 à 2 %.

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Ce gradient relativement élevé, associé à la faiblesse des apports souterrains (voire leur tarissement en étiage) indique une faible perméabilité globale des alluvions de la moyenne terrasse. Ceci a d’ailleurs été confirmé par le foreur qui a mis en place les piézomètres, qui a observé de faibles débits lors des opérations de nettoyage.

4.2.5 ‐ Qualité

Cinq échantillons d’eau ont été prélevés lors de la campagne de terrain, et confiés pour analyse au laboratoire Eurofins. L’implantation des points de prélèvement est indiquée sur la Figure 7. Les bulletins d’analyse sont reproduits en Annexe C.

Les mesures de pH ne sont pas significatives, car non faites sur le terrain. Les teneurs en fer et manganèse ont été analysées sur échantillons acidifiés non filtrés, et sont également douteuses.

Le tableau ci‐après reproduit les résultats significatifs :

Désignation labo

RB ASSR RB AV RG ASSR DRAIN FOSSE AVAL

Description point prélèvement

Ruisseau du Grand Bief

Amont

Ruisseau du Grand Bief

Aval

Ruisseau du Genêt Amont

Drain parcelle 698

Fossé sortie parcelle 701

N° point jaugeage

J1 J3 J5 ‐ J11

Débit (l/s) 2,00 4,03 1,43 0,04 0,72

Conductivité (µS/cm)

76 87 148 112 138

02 dissous (mg/l)

9,4 8,2 8,6 8,0 8,2

DCO (mg/l) 26 31 25 18 36

DBO5 (mg/l) 1,7 2,1 1,2 1,5 2,1

MES (mg/l) 2,6 < 8,0 12 < 2,0 37

NH4 (mg/l) < 0,05 < 0,05 0,06 < 0,05 0,10

N03 (mg/l) < 0,5 5,9 0,8 13 13

NO2 (mg/l) < 0,01 0,02 < 0,01 < 0,01 0,19

PO4 (mg/l) 0,018 < 0,015 0,016 0,040 0,070

Hydrocarbures totaux (mg/l)

< 0,10 < 0,10 < 0,10 < 0,10 < 0,10

Les prélèvements « Grand Bief amont » et « Genêt amont » sont représentatifs des eaux issues du milieu forestier. Le drain est représentatif de la nappe sous la zone agricole. Le

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fossé aval est également représentatif de cette nappe, mais après un parcours aérien (la présence de turbidité sur cet échantillon est liée aux conditions de prélèvement : faible débit et fossé très envasé). Le prélèvement « Grand Bief aval » est représentatif des eaux du ruisseau après avoir longé la zone agricole.

Les eaux prélevées présentent une minéralisation faible à modérée, un peu plus basse sur le Grand Bief. Elles sont saturées en oxygène. La DCO et la DBO5 sont normales pour ce type d’eau. Les teneurs en nitrates reflètent bien l’occupation des sols : faibles à la sortie de la forêt, un peu plus élevées dans le drain et le fossé. On notera également la teneur un peu plus forte en ammonium, nitrites et phosphates sur le fossé. Aucune trace d’hydrocarbure n’a été détectée.

5 ‐ Effets prévisibles du projet

Un profil hydrogéologique interprétatif est représenté en Figure 9. L’emplacement du trait de coupe est reporté sur la carte de la Figure 3. Ce profil Ouest‐Est va de la Moselle à la voie ferrée, en passant par le site. Il recoupe les alluvions modernes, la basse terrasse, et le bord de la moyenne terrasse. A noter que la partie « basse terrasse » n’est connue par aucun sondage. La position du substratum, et dans une moindre mesure celle du niveau d’eau n’y sont pas déterminés avec précision. Ce profil met en évidence plusieurs éléments :

Malgré les incertitudes sur la moyenne terrasse, l’existence de deux secteurs d’affleurement de nappe indique soit une forte réduction d’épaisseur des alluvions, soit une diminution de leur perméabilité. Ceci a d’ailleurs été mis en évidence par un des sondages de reconnaissance du gisement (T8) ;

La continuité de l’écoulement souterrain entre basse terrasse et alluvions modernes n’existe pas toujours. Dans certains secteurs, le substratum imperméable affleure entre les deux (berge du Grand Bief au Sud de Chamagne, berge de la Moselle au Nord de Charmes) ;

Dans tous les cas, il existe une « marche piézométrique » entre alluvions anciennes et alluvions récentes. Il n’y a donc pas de relation directe entre les variations piézométriques de ces deux domaines ;

Il existe un écoulement d’eau (qu’il soit souterrain ou superficiel) du versant vers la vallée. En l’absence de données précises sur la piézométrie et la perméabilité des alluvions, il est difficile d’en évaluer le débit. Si l’on admet que les bassins versants souterrains et superficiels sont superposés, et sur la base d’un débit spécifique de 12 l/s/km² (soit une lame écoulée annuelle de 380 mm), la totalité des écoulements (souterrains plus superficiels) représenterait un débit moyen de 28 l/s pour le Grand Bief et de 13 l/s pour le ruisseau du Genêt. Les observations réalisées les 23 et 24 avril 2013 tendent à penser que le débit souterrain aurait une valeur d’une vingtaine de litres par seconde.

L’ouverture d’une fouille dans la moyenne terrasse va entrainer un rabattement de la nappe qui peut avoir plusieurs effets :

A l’amont du site : assèchement des zones humides situées à l’amont de la voie ferrée (notamment le long du Genêt) ;

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Au voisinage du site : disparition des apports souterrains aux deux ruisseaux. Dans les zones où ceux‐ci coulent directement sur les alluvions sablo‐graveleuses, on peut même imaginer l’apparition de pertes à travers le lit en direction de la zone d’extraction. Cet effet ne sera sensible qu’en moyennes eaux : en étiage, il y a déjà tarissement, et en hautes eaux, du fait des faibles perméabilités, le débit de fuite sera faible au regard des écoulements superficiels ;

A l’aval proche du site, on peut imaginer que l’eau drainée par l’exploitation sera rejetée dans le fossé de la parcelle 701. Celui‐ci devrait plutôt voir son débit augmenté, au détriment des ruisseaux et de la zone humide de la parcelle 705 (on fait l’hypothèse que le bilan de l’évapotranspiration ne sera pas modifié : les zones d’évaporation seront simplement déplacées des zones humides actuelle à la future zone d’extraction). Il est probable que les niveaux des puits 1, 4 et 5 soient également impactés ;

A l’aval lointain du site (alluvions modernes) : Il n’y aura pas de modification des flux globaux en provenance du coteau. On observera peut être une légère réduction des apports du Grand Bief et un report sur le ruisseau du Genêt. Une partie des écoulements souterrains va être déplacée vers les écoulements superficiels, mais ils seront réinfiltrés dans les alluvions modernes par les pertes du cours aval du ruisseau du Genêt. En particulier, le bilan quantitatif sur le captage de Chamagne sera nul. Dans la mesure où les écoulements en provenance du site rejoignent les alluvions modernes, et peuvent potentiellement atteindre le captage de Chamagne, une vigilance particulière devra être apportée à la qualité des eaux rejetées, notamment en ce qui concerne les hydrocarbures. Le paramètre turbidité est moins critique, car la réinfiltration dans la nappe alluviale en assurera la filtration.

Au vu des éléments disponibles, il semble que l’incidence la plus significative sera constatée sur le ruisseau du Genêt, sur un tronçon qui commence probablement une centaine de mètres à l’amont de la voie ferrée, et qui se termine au niveau de la parcelle 703, à la confluence avec le fossé. Cet impact sera ressenti en période de moyennes eaux uniquement.

6 ‐ Mesures compensatoires envisageables

Sous réserve de confirmation des impacts, et si les enjeux le justifient, il pourrait être envisagé la création d’un écran étanche entre la berge du ruisseau et l’exploitation. Pour une plus grande efficacité, cet écran pourrait comprendre un retour partiel parallèle à la voie ferrée, dont la longueur reste à déterminer. Les conditions de réalisation et le positionnement de ces retours devront prendre en compte les contraintes liées à la présence des voies et aux suggestions d’exécution.

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7 ‐ Conclusion

La présente étude se base sur une approche essentiellement naturaliste du site, et permet d’en décrire les grandes lignes de fonctionnement.

Les données factuelles disponibles restent limitées, et ne permettent pas de quantifier précisément les incidences prévisibles du projet. On notera par ailleurs que peu d’informations sont disponibles au cœur du projet proprement dit : 9 sondages ont bien été réalisés dans cette zone, mais 5 seulement atteignent vraiment le substratum (dont 4 en bordure de zone). 3 puits d’abreuvement sont inventoriés et deux piézomètres ont été posés, mais tous sont situés en périphérie de la zone.

Les données disponibles indiquent que le projet n’aura aucun impact quantitatif sur le captage de Chamagne. Elles tendent également à penser que la perméabilité des matériaux du gisement est faible. Dans la mesure où les cours d’eau avoisinant tarissent en étiage, l’impact sur ces cours d’eau se limitera aux périodes de moyennes eaux. En période de hautes eaux, du fait des faibles perméabilités, le débit pouvant s’infiltrer à travers les berges restera faible au regard des écoulements superficiels.

Si les enjeux environnementaux le justifient, la présente étude pourrait utilement être complétée par :

La réalisation de mesures de débit et mesures piézométriques synchrones sur les puits, piézomètres, zones humides et cours d’eau dans différentes situations hydrologiques (au moins basses eaux et hautes eaux).

Réalisation de mesures de perméabilité (de préférence, pompage d’essai, ou à défaut essai d’infiltration) sur les deux piézomètres et le puits 3.

Ces éléments permettraient d’esquisser une quantification des effets.

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Observations sur l'utilisation du document

Ce document, ainsi que les figures et toutes autres pièces annexées constituent un ensemble indissociable. En conséquence, l’utilisation qui pourrait être faite d’une communication ou reproduction partielle de ce document ainsi que toute interprétation au‐delà des énonciations de l’auteur ne saurait engager la responsabilité de celui‐ci. Il en est de même pour une éventuelle utilisation à d’autres fins que celles définies pour la présente prestation. L’utilisation de ce document par le client suppose le paiement préalable de la totalité de la prestation correspondant. La prestation a été réalisée à partir d’informations extérieures non garanties par l’auteur. Sa responsabilité ne saurait être engagée en la matière.

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FIGURES

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Figure 1 : Situation du projet sur fond de carte IGN

Projet

PPE du captage de Chamagne

PPR du captage de Chamagne Captage

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Figure 2 : Contexte géologique général

LEGENDE

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Figure 3 : géologie des alluvions

LEGENDE

Profil hydrogéologique

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Figure 4 : Implantation des sondages de reconnaissance du gisement

PZ1

PZ2

Limite Basse terrasse – moyenne terrasse

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Figure 5 : Carte piézométrique de novembre 2005

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Figure 6 : Bassins versants superficiels

Projet

Genêt 1,1 km²

Grand Bief 2,3 km²

0,73 km²

Fontaine Gauffy 8,3 km²

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Figure 7 : Description du milieu aquatique

LEGENDE

: Ruisseau : Fossé : Emergence ponctuelle : Zone humide, émergence diffuse : Puits, piézomètre : Mesure de débit : Drain : Prélèvement d’eau : Ligne de rupture de pente

J20,66 l/s

Puits1

Puits3

J12,00 l/s

J34,03 l/s

J4 6,10 l/s

J6 (Drain)0,18 l/s

J82,55 l/s

J9 (Affluent)0,44 l/s

J10 ‐ 2,74 l/s

J11 ‐ 0,72 l/s

J2 (affluent) 0,66 l/s

Puits2

J51,43 l/s

0,04 l/sPuits4

Puits5

J7 (Affluent)0,44 l/s

PZ1

PZ2

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288,42

289,13PZ1

PZ2

100 m

277,40

282,00

280,92

283,00

284,82

(286,0)

284,17 (285,9)

(286,5)

(289,4)

(284,5)

(285,2)

(289,0)

≈287,30

≈283,40

284,70

285,00

284,00


LEGENDE

: Puits : Point d’eau superficiel : Sondage : Cote 23‐24/04/2013 : Cote août‐septembre 2011 : Cote septembre 2013

277,40

(277,4)

288,42

Figure 8 : Esquisse piézométrique 23‐24/04/2013

SRDE Projet de carrière dans la moyenne terrasse de la Moselle à Chamagne (88) – Etude hydrogéologique

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300

290

280

270

260

250

300

290

280

270

260

250

Alluvions modernes

Basse terrasse

Moyenne terrasse

Projet

Ouest Est

Fz

Fy

Fx

Substratum (Keuper)

Figure 9 : Profil hydrogéologique interprétatif Ouest ‐ Est

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Emmanuel SONCOURT octobre 2013

ANNEXES

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Annexe A : Lever topographique du site de mai 2013

(1 page)

Administrateur

Ligne

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Annexe B : Arrêté de DUP du captage de Chamagne

(17 pages)

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Annexe C : Bulletins d’analyse d’eau

(10 pages)

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ECHANTILLOS RECUS LE 25/04/13

Vos coordonnées

Tél : 03.29.38.11.01 Fax : 03.29.38.86.76

Rapport d'analyse n° C13-21870-D03 rev. 0Les résultats ne se rapportent qu'à cet échantillon. Ce document comporte 2 pages. La reproduction de ce document n'est autorisée que sous la forme de fac similé photographique intégral.

Echantillon N° :Nature :

C13-21870-D03EAU TECHNIQUE (S) - Eau froide réseau

Commune : Lieu de prélèvement : Identification :

CHARMES RB ASSR

Date de prélèvement : Prélèvement effectué par : Date de réception : Date de début d'analyse (1) : Date de fin d'analyse : N° PSV Labo :

24/04/2013 CLIENT 25/04/2013 25/04/2013 14/05/2013 88090DVS002

Paramètre Méthode Résultat (2)Labo

(3)

Eurofins IPL Est Rue Lucien CuenotSite Saint Jacques II - BP 5100554521 MAXEVILLETél. : 03.83.50.36.00 Fax : 03.83.56.84.22

ZI PLAINE DE SOCOURT

BP 50

88132 CHARMES CEDEX

M DIDIER Christophe

Tél direct : 03.29.38.11.01 Fax direct : 03.29.38.86.76

La méthode de prélèvement est FDT90-523-3 pour les eaux souterraines, FDT 90-522 et circulaire Legionelles n° 2002/243 du 22/04/2002 pour les eaux sanitaires et TAR, FDT 90-523-2 pour les eaux résiduaires, FDT 90-52361 et NF EN ISO 19458 (T90-480) pour les eaux de rivière, FD T 90-521 et NF EN ISO 19458 pour les eaux de loisirs ou FD T 90-520 et NF EN ISO 19458 pour les eaux de consommation.

Equilibre calco-carbonique

NF T90-008 7,65 unités pH A* pH

NF T90-008 22,0 °C ATempérature de mesure du pH

Minéralisation

NF EN 27888 (Compensation de T°C) 76 µS/cm A* Conductivité corrigée à 25°C

NF EN 27888 (Compensation de T°C) 22,0 °C ATempérature de mesure de la conductivité

Fer et Manganèse

NF EN ISO 11885 après filtration 200 µg Fe/l A* Fer dissous

NF EN ISO 11885 après filtration 100 µg Mn/l A* Manganèse dissous

Oxygènes et matières organiques

NF EN 25814 9,4 mg O2/l A* Oxygène dissous

mesure labo saturation O2 115,0 % ATaux de saturation O2

ISO 15705 26 mg O2/l A* Demande chimique en oxygène (ST-DCO)

NF EN 1899-2 faible teneur 1,7 mg O2/l A* Demande biochimique en oxygène (DBO5)

NF EN 872 2,6 mg/l A§ Matières en suspension

NF EN 872 SARTORIUS-1616 AType de filtre utilisé

Paramètres azotés et phosphorés

NF T90-015-2 méthode automatisée < 0,05 mg NH4/l A* Ammonium

NF EN ISO 10304-1 < 0,5 mg NO3/l A* Nitrates

NF EN ISO 10304-1 < 0,01 mg NO2/l A* Nitrites

NF EN ISO 6878 méthode automatisée 0,018 mg PO4/l A* Orthophosphates

Eurofins IPL Est SAS au capital de 1 499 553 € RCS Nancy 756 800 090 Siret 756 800 090 00257 TVA FR 46 756 800 090 Siège social rue Lucien Cuenot site Saint Jacques II BP 51005 54521 Maxéville cedex +33 (0)3 83 50 36 00 F +33 (0)3 83 56 84 22

Accréditation N° 1-0685

Portée disponible sur www.cofrac.fr

Laboratoire agréé pour la réalisation des prélèvements et des analyses terrains et des analyses des paramètres du contrôle sanitaire des eaux – portée détaillée de l’agrément disponible sur demande. Analyses effectuées par un laboratoire agréé par le ministère chargé del’environnement dans les conditions de l’arrêté du 29 Novembre 2006


(3)

Rapport d'analyse n° C13-21870-D03 rev. 0 Page 2/2

Divers micropolluants organiques

NF EN ISO 9377-2 < 0,10 mg/l A* Indice Hydrocarbures (CPG)

(1) La date de début d'analyse correspond à la date de lancement d'une séquence analytique

(2) Les résultats précédés du signe < correspondent aux limites de quantification. NC = non calculable. Les sommes de paramètres dont les concentrations sont toutes inférieures à la limite de quantification n'étant pas calculables, elles sont signalées par la mention (NC) avec rappel éventuel, à titre indicatif, de la limite de quantification la plus élevée parmi les termes de la somme. Toutes les informations relatives à l'analyse sont disponibles au laboratoire (incertitudes, ...).

(3) Laboratoire de réalisation de l'analyse (n° d'accréditation) : A : Eurofins IPL Est (1-0685), P : Eurofins Expertises Environnementales (1-5375), S : Analyse sous-traitée dans un laboratoire extérieur, C : Analyse réalisée par le client. Liste des sites accrédités et portées disponibles sur www.cofrac.fr.

Les délais de mise en analyse sont supérieurs à ceux indiqués dans notre dernière étude de stabilité pour les paramètres identifiés par § et donnent lieu à des réserves sur les résultats, avec retrait de l'accréditation. DBO5 : échantillons congelés.





MAXEVILLE, le 14/05/2013Symphorose BEURNE

Coord. projet client

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CHARMES RB AV


24/04/2013 CLIENT 25/04/2013 25/04/2013 11/05/2013 88090DVS002


(3)



BP 50

88132 CHARMES CEDEX

M DIDIER Christophe






Minéralisation



Fer et Manganèse








NF EN 872 < 8,0 mg/l A§ Matières en suspension




NF EN ISO 10304-1 5,9 mg NO3/l A* Nitrates

NF EN ISO 10304-1 0,02 mg NO2/l A* Nitrites

NF EN ISO 6878 méthode automatisée < 0,015 mg PO4/l A* Orthophosphates






(3)














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CHARMES RG ASSR


24/04/2013 CLIENT 25/04/2013 25/04/2013 14/05/2013 88090DVS002


(3)



BP 50

88132 CHARMES CEDEX

M DIDIER Christophe






Minéralisation



Fer et Manganèse








NF EN 872 12 mg/l A§ Matières en suspension



NF T90-015-2 méthode automatisée 0,06 mg NH4/l A* Ammonium

NF EN ISO 10304-1 0,8 mg NO3/l A* Nitrates








(3)














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Rapport d'analyse n° C13-21870-D01 rev. 0Les résultats ne se rapportent qu'à cet échantillon. Ce document comporte 2 pages. La reproduction de ce document n'est autorisée que sous la forme de fac similé photographique intégral. Seules certaines prestations rapportées dans ce document sont couvertes par l'accréditation. Elles sont identifiées par le symbole *.




CHARMES DRAIN


24/04/2013 CLIENT 25/04/2013 25/04/2013 07/05/2013 88090DVS002


(3)



BP 50

88132 CHARMES CEDEX

M DIDIER Christophe






Minéralisation



Fer et Manganèse








NF EN 872 < 2,0 mg/l A§ Matières en suspension




NF EN ISO 10304-1 13 mg NO3/l A* Nitrates








(3)












MAXEVILLE, le 10/05/2013Emmanuel FELLMANN


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CHARMES FOSSE AVAL


24/04/2013 CLIENT 25/04/2013 25/04/2013 14/05/2013 88090DVS002


(3)



BP 50

88132 CHARMES CEDEX

M DIDIER Christophe






Minéralisation



Fer et Manganèse








NF EN 872 37 mg/l A§ Matières en suspension



NF T90-015-2 méthode automatisée 0,10 mg NH4/l A* Ammonium

NF EN ISO 10304-1 13 mg NO3/l A* Nitrates

NF EN ISO 10304-1 0,19 mg NO2/l A* Nitrites







(3)














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N° Ra‐ES‐2013‐02‐03/A


Annexe D : Caractéristiques des piézomètres de septembre 2013

(6 pages)

Documents

Projet d’ouverture d’une carrière dans la moyenne terrasse de ......Projet d’ouverture d’une carrière dans la moyenne terrasse de la Moselle à Chamagne (88) Etude hydrogéologique