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SAGE Nappes profondes de Gironde Atlas des zones à risques Phase 2 Zone à risque de l’Oligocène en rive gauche de la Garonne entre Bordeaux et Langon Rapport intermédiaire BRGM/RP 57353-FR Mai 2009

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SAGE Nappes profondes de Gironde Atlas des zones à risques

Phase 2

Zone à risque de l’Oligocène en rive gauche de la Garonne entre Bordeaux et Langon

Rapport intermédiaire

BRGM/RP 57353-FR Mai 2009

SAGE Nappes profondes de Gironde Atlas des zones à risques

Phase 2 Zone à risque de l’Oligocène en rive gauche de la

Garonne entre Bordeaux et Langon

Rapport intermédiaire

BRGM/RP 57353-FR Mai 2009

Étude réalisée dans le cadre des projets de Service public du BRGM 2008 EAU K24

JB. Loiseau, N. Pédron, JP. Platel et M. Saltel

Vérificateur :

Original signé par P. CORBIER

Approbateur :

Original signé par Ph. DUTARTRE

En l’absence de signature, notamment pour les rapports diffusés en version numérique,L’original signé est disponible aux Archives du BRGM.

Le système de management de la qualité du BRGM est certifié AFAQ ISO 9001:2000.

I

M 003 - AVRIL 05

Mots clés : Dénoyage, Gironde, Garonne, modélisation hydrodynamique, Oligocène, Miocène, piézométrie, pompages, réseaux, risque, SAGE,

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

JB. Loiseau, N. Pédron, JP. Platel et M. Saltel - SAGE Nappes profondes de Gironde – Atlas des zones à risques, Phase 2, Zone à risque de l’Oligocène en rive gauche de la Garonne entre Bordeaux et Langon, 68 pages, 38 illustrations, 1 annexe. © BRGM, 2009, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l’autorisation expresse du BRGM.

SAGE Nappes profondes de Gironde - Atlas des zones à risques – phase 2

BRGM/RP-57353-FR– Rapport intermédiaire 5

Synthèse

Cette étude est menée dans le cadre de la phase 2 de l’Atlas des Zones à Risques du SAGE « Nappes Profondes de Gironde ». Elle concerne plus particulièrement la problématique du dénoyage de l’Oligocène en rive gauche de la Garonne, entre Bordeaux et Langon, qui a été jugée prioritaire par la Commission Locale de L’Eau.

Le présent rapport intermédiaire détaille l’inventaire des données géologiques et spatio-temporelles nécessaires à l’élaboration du modèle hydrodynamique (actuellement en cours de calage). Celui-ci sera utilisé afin d’appuyer les décisions de la CLE pour arrêter le plan de gestion de la nappe oligocène dans ce secteur.

un modèle géologique multicouche 3D (aquifères et aquitards qui les séparent) de la zone d’étude a été construit au pas de 100 m à partir des données géologiques disponibles au BRGM et dans la littérature récente. Le modèle compte 6 couches dont 3 aquifères : les calcaires à astéries de l’Oligocène, les grès et faluns du Miocène et les alluvions de la Garonne.

Les données spatio-temporelles ont été, dans la mesure du possible, recueillies sur une trentaine d’années de 1976 à 2007 (période retenue pour le calage du modèle en régime transitoire). Ces données seront utilisées soit comme entrées du modèle hydrodynamique, soit comme paramètres de contrôle ou de calage.

L’inventaire des données de prélèvements relatif aux nappes modélisées est quasi-exhaustif pour la plupart des usages (AEP, Eau Industrielle, Eau Agricole,…), excepté l’usage individuel. Les prélèvements dans la nappe de l’Oligocène représentent 41,5 millions de m3 (source 2006) contre 8 millions de m3 dans celle du Miocène et environ 0,3 millions de m3 dans les alluvions de la Garonne.

La piézométrie du réservoir Oligocène est bien connue (119 points d’observation sur la zone d’étude). Le calage de la piézométrie calculée par le modèle pourra s’appuyer sur ces nombreuses données disponibles. La piézométrie de la nappe Miocène est relativement bien connue (42 points d’observation). Les alluvions de la Garonne font l’objet d’un suivi piézométrique plus faible (5 points d’observation).

Les données de hauteurs d’eau de la Garonne aux stations de Langon en amont, Bordeaux en aval et Cadillac en position intermédiaire ont été recueillies sur la période 1998-2008. Les données brutes ont été filtrées pour en extraire des chroniques journalières qui seront ensuite moyennées au pas de temps trimestriel (pas de temps du fonctionnement du modèle). Concernant les affluents de la Garonne, des données de débits ponctuels ont été recueillies et des campagnes de jaugeages organisées en collaboration avec la DIREN Aquitaine. En comparant les résultats des jaugeages réalisés à l’amont et l’aval des cours d’eau, la DIREN a pu identifier des apports d’eau probables depuis les affleurements oligocènes sur l’Eau Bourde, l’Eau Blanche et le Gât Mort. A l’inverse, le Saucats, le Ciron et le Beuve semblent faire l’objet de pertes à

SAGE Nappes profondes de Gironde - Atlas des zones à risques – phase 2

BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire 6

associer au dénoyage de l’Oligocène. Tous ces résultats devront néanmoins être confirmés au cours d’une seconde campagne qui se déroulera durant l’été 2009. Ces données serviront de paramètres de contrôle des échanges entre la nappe de l’Oligocène et les cours d’eau.

Les données climatiques ont été collectées à la station de Mérignac. Les pluies efficaces calculées seront modulées au cours de la phase de calage du modèle en fonction de la réserve utile du sol et, de la recharge calculée en régime permanent.

Enfin, l’analyse qualitative menée sur les eaux de l’Oligocène a permis de mettre en évidence des tendances d’évolution de certains paramètres avec le dénoyage. Le dénoyage du réservoir favorisant l’infiltration d’eaux superficielles davantage minéralisées et l’arrêt de la dénitrification pourrait être un des facteurs de l’augmentation de la conductivité et des concentrations en Nitrates. Cependant, un suivi plus régulier des eaux des zones dénoyées serait nécessaire pour confirmer ces tendances.

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BRGM/RP-57353-FR– Rapport intermédiaire 7

Sommaire

1. Introduction.............................................................................................................11

1.1. RAPPEL : LE SAGE NAPPES PROFONDES DE GIRONDE ET L’ATLAS ÉVOLUTIF DES ZONES A RISQUES...............................................................11

1.2. ZONE A RISQUE DE L’OLIGOCENE : PROBLEMATIQUE DU DENOYAGE ..13

2. Géologie du réservoir oligocène...........................................................................15

2.1. DESCRIPTION GEOLOGIQUE.........................................................................15 2.1.1. L’Oligocène inférieur basal (Rupélien basal) ............................................15 2.1.2. L’Oligocène inférieur (Rupélien) ...............................................................15 2.1.3. L’Oligocène supérieur (Chattien) et le Miocène inf. (Aquitanien basal)....17

2.2. EVOLUTION STRUCTURALE DU SECTEUR ..................................................18 2.2.1. Failles .......................................................................................................18 2.2.2. Anticlinal de Villagrains-Landiras..............................................................21

2.3. REVISION DU MODELE GEOLOGIQUE DE LA ZONE D’ETUDE ...................21

3. Données de prélèvements .....................................................................................27

3.1. STATISTIQUES GENERALES SUR LES VOLUMES PRELEVES...................27 3.1.1. Localisation des principaux pôles de prélèvements .................................27 3.1.2. Parts des volumes prélevés par nappe ....................................................28

3.2. ANALYSE DES VOLUMES PRELEVES DANS CHACUNE DES NAPPES MODELISEES ...................................................................................................29 3.2.1. Prélèvements dans la nappe alluviale de la Garonne ..............................29 3.2.2. Prélèvements dans la nappe du Miocène ................................................32 3.2.3. Prélèvements dans la nappe de l’Oligocène ............................................36

4. Piézométrie..............................................................................................................41

4.1. RECENSEMENT DES POINTS D’OBSERVATIONS........................................41

4.2. LOCALISATION ET FREQUENCE DE SUIVI DES PIEZOMETRES ................41

4.3. MISE EN EVIDENCE DU DENOYAGE .............................................................42

5. Débits des cours d’eau ..........................................................................................47

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BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire 8

5.1. GARONNE ........................................................................................................ 47

5.2. AFFLUENTS DE LA GARONNE....................................................................... 47 5.2.1. Quelques données ponctuelles initiales................................................... 47 5.2.2. Nouvelles campagnes de mesures réalisées par la DIREN en 2008 et

2009 ......................................................................................................... 48

6. Données climatiques ............................................................................................. 51

7. Approche qualitative.............................................................................................. 53

7.1. CONDUCTIVITE ............................................................................................... 55 7.1.1. Evolution des conductivités dans les zones dénoyées du réservoir

Oligocène................................................................................................. 55 7.1.2. Analyse spatiale des conductivités mesurées en 2006............................ 55

7.2. NITRATES......................................................................................................... 56 7.2.1. Evolution des concentrations en nitrates dans les zones dénoyées du

réservoir Oligocène .................................................................................. 56 7.2.2. Analyse spatiale des concentrations en nitrates mesurées en 2006 ....... 59

7.3. FER 60 7.3.1. Evolution des teneurs en fer dissous dans les zones dénoyées du

réservoir Oligocène .................................................................................. 60 7.3.2. Analyse spatiale des concentrations en fer mesurées en 2006............... 60

8. Conclusion.............................................................................................................. 63

SAGE Nappes profondes de Gironde - Atlas des zones à risques – phase 2

BRGM/RP-57353-FR– Rapport intermédiaire 9

Liste des illustrations

Illustration 1 : Zones géographiques du SAGE « Nappes Profondes de Gironde »....................11 Illustration 2 : Aquifères visés par le SAGE « Nappes Profondes de Gironde » .........................12 Illustration 3 : Limites de la zone d’étude et problématique du dénoyage...................................13 Illustration 4 : Coupe lithostratigraphique synthétique de l'Oligocène et de ses terrains

de recouvrement dans la région bordelaise (d’après Platel et al., 2000). ............16 Illustration 5 : Coupes des terrains oligocènes et miocènes au Sud de Bordeaux

(d’après Platel et al., 2000) ...................................................................................19 Illustration 6 : Extensions sous couverture des couches aquifères du Miocène et de

l’Oligocène sur la zone d’étude (issues de la version 2 de la BDRHFv2 en cours d’élaboration). ........................................................................................22

Illustration 7 : Log géologique simplifié des horizons modélisés. ................................................23 Illustration 8 : Carte géologique simplifiée de la zone d’étude.....................................................25 Illustration 9 : Localisation des prélèvements réalisés en 2006 sur la zone d’étude. ..................28 Illustration 10 : Répartition par nappe des volumes prélevés 2006 sur la zone d’étude. ............29 Illustration 11 : Répartition et usages des prélèvements dans la nappe alluviale de la

Garonne en 2006. .................................................................................................30 Illustration 12 : Evolution des prélèvements dans la nappe alluviale de la Garonne de

1967 à 2006. .........................................................................................................31 Illustration 13 : Tableau récapitulatif des volumes prélevés par usage dans la nappe

des alluvions de la Garonne pour l’année 2006. ..................................................32 Illustration 14 : Répartition et usages des prélèvements dans la nappe du Miocène en

2006. .....................................................................................................................33 Illustration 15 : Evolution des prélèvements dans la nappe du Miocène de 1961 à 2006...........34 Illustration 16 : Tableau récapitulatif des volumes prélevés par usage dans la nappe du

Miocène pour l’année 2006...................................................................................35 Illustration 17 : Répartition des prélèvements dans la nappe de l’Oligocène en 2006. ...............37 Illustration 18 : Evolution des volumes prélevés dans l’Oligocène. .............................................38 Illustration 19 : Tableau récapitulatif des volumes prélevés par usage dans la nappe de

l’Oligocène pour l’année 2006. .............................................................................38 Illustration 20 : Répartition par usage et localisation des prélèvements Oligocène au

sein de la zone d’étude. ........................................................................................39 Illustration 21 : Suivi piézométrique des nappes des alluvions de la Garonne et du

Miocène.................................................................................................................43 Illustration 22 : Suivi piézométrique de la nappe de l’Oligocène. ................................................44 Illustration 23 : Piézométrie de la nappe de l’Oligocène et mise en évidence du

dénoyage. .............................................................................................................45

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Illustration 24 : Hauteurs d’eau de la Garonne............................................................................ 46 Illustration 25 : Localisation des sections de cours d’eau ayant fait l’objet d’une

demande de jaugeage à la DIREN par le BRGM................................................. 48 Illustration 26 : Résultats des jaugeages réalisés par la DIREN sur les affluents de la

Garonne en automne 2008 ; extrait du rapport DIREN en Annexe 1................... 49 Illustration 27 : Bilan climatique annuel à la station de Mérignac................................................ 51 Illustration 28 : Evolution des pluies annuelles et comparaison à la moyenne de 1971 à

2006...................................................................................................................... 52 Illustration 29 : Evolution des pluies mensuelles en 2006 et comparaison à la moyenne

mensuelle calculée de 1971 à 2006. .................................................................... 52 Illustration 30 : Localisation des qualitomètres sur la zone d’étude. ........................................... 54 Illustration 32 : Mesures de la conductivité en 2006. .................................................................. 55 Illustration 31 : Evolution des conductivités dans les zones dénoyées....................................... 57 Illustration 33 : Evolution des concentrations en nitrates dans les zones dénoyées. ................ 58 Illustration 34 : Teneurs en nitrates mesurées en 2006. ............................................................. 59 Illustration 35 : Teneurs en fer mesurées en 2006...................................................................... 60 Illustration 36 : Evolution des teneurs en fer dans les zones dénoyées. .................................... 61

Liste des annexes

Annexe 1: « Campagnes de jaugeages isolés 2008 en Gironde en relation avec les affleurements du Plio-quaternaire et de l’Oligocène » - DIREN AQUITAINE.

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1. Introduction

1.1. RAPPEL : LE SAGE NAPPES PROFONDES DE GIRONDE ET L’ATLAS ÉVOLUTIF DES ZONES A RISQUES

Les Schémas d’Aménagement et de Gestion des Eaux (SAGE) sont des instruments de gestion et de planification mis en place pour concilier l’utilisation des ressources en eau et la protection des milieux aquatiques.

Le SAGE "Nappes profondes de Gironde" a été approuvé par arrêté préfectoral le 25 novembre 2003 après une phase d’état des lieux qui a permis de souligner la dégradation qualitative et quantitative de certaines nappes profondes dont celle de l’Eocène (évolution de la baisse piézométrique sous l’agglomération bordelaise notamment) et de mettre en évidence une dépendance du département vis-à-vis des nappes profondes pour la satisfaction de ses besoins en eau.

A l’échelle du département, un découpage fondé sur des limites physiques (sous-bassins hydrogéologiques) et ajusté aux frontières administratives a permis de définir 5 zones géographiques et 18 unités de gestion (cf. illustration 1).

Les aquifères concernés par le SAGE correspondent aux nappes du Miocène, de l’Oligocène, de l’Eocène et du Crétacé qui, à eux seuls, permettent de couvrir 98% des besoins en eau potable de la Gironde (cf. illustration 2).

Illustration 1 : Zones géographiques du SAGE « Nappes Profondes de Gironde »

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(d'après "Les orientations de gestion du SAGE Nappes Profondes de Gironde")

Illustration 2 : Aquifères visés par le SAGE « Nappes Profondes de Gironde »

Le document « Orientations du SAGE » définit un certain nombre de mesures visant à améliorer la gestion quantitative et qualitative des ressources. La mesure 3-10 prévoit en particulier la réalisation, dans un délai de un an après l’approbation du document, d’un atlas des zones à risques devant préciser pour chacune des zones identifiées :

- la description du risque et des mécanismes qui y contribuent,

- l’extension spatiale de la zone,

- les points de prélèvement concernés et les usages qui y correspondent,

- la liste des communes concernées,

- le réseau de points de contrôle de la zone,

- les valeurs de piézométrie de crise (PCR) en chacun de ces points,

- les valeurs de piézométrie objectif d’étiage (POE) déclenchant un plan d’intervention.

Le travail d’élaboration de l’Atlas évolutif des zones à risque, confié au BRGM par la Commission Locale de l’Eau (CLE), a été scindé en deux phases :

- La première phase, réalisée en 2005 (Rapport BRGM/RP-53756-FR), a permis de confirmer ou d’infirmer l’existence du risque sur les 5 zones identifiées par le groupe d’experts de la Commission Locale de l’Eau (dénoyage de l’Oligocène bordelais, domaine minéralisé de l’Eocène, crête piézométrique de l’Eocène au droit de l’estuaire de la Gironde, salinisation de l’Eocène, biseau salé dans le Miocène au niveau du bassin d’Arcachon) et de préciser les besoins de connaissance pour la réalisation de la phase 2,

Quaternaire

Pliocène

Jurassique

Eocène

Crétacé

Miocène

Oligocène

Socle primaire

Trias

Aquifères du SAGE

1,8 millions d’années

5,3 millions d’années

23 millions d’années

34 millions d’années

65 millions d’années

145 millions d’années

205 millions d’années

250 millions d’années

SAGE Nappes profondes de Gironde - Atlas des zones à risques – phase 2

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- La phase 2 doit permettre d’aboutir, pour les zones dont le risque est avéré, à la définition d’unités de gestion pertinentes s’appuyant sur des réseaux de points de contrôle de référence pour lesquels des valeurs de piézométrie de crise et/ou d’objectif seront définies conformément aux alinéas 6 et 7 de la mesure 3-10.

1.2. ZONE A RISQUE DE L’OLIGOCENE : PROBLEMATIQUE DU DENOYAGE

Avec l’Eocène, l’Oligocène constitue une des principales ressources en eau potable du département de la Gironde. Les prélèvements dans l’Oligocène pour cet usage représentent environ 54 millions de m3 dont 90% sont concentrés à la périphérie et au sud de l’agglomération bordelaise.

Cette zone revêt donc un intérêt stratégique primordial pour assurer la pérennité de l’alimentation en eau potable de l’agglomération bordelaise. Toutefois, on observe depuis de nombreuses années un dénoyage progressif du réservoir susceptible de mettre en péril la ressource tant du point de vue quantitatif que qualitatif. La phase 1 a permis d’estimer la zone dénoyée entre 1980 et 2004 (cf. illustration 3).

Illustration 3 : Limites de la zone d’étude et problématique du dénoyage.

SAGE Nappes profondes de Gironde - Atlas des zones à risques – phase 2

BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire 14

Cette zone à risque a été jugée prioritaire par la CLE pour l’établissement de règles de gestion en adéquation avec les objectifs du SAGE.

L’illustration 3 présente les contours de la zone d’étude. La Jalle de Saint-Médard constitue la limite nord du domaine étudié. La limite ouest a été fixée arbitrairement selon un axe nord/sud à bonne distance des secteurs dénoyés. A l’est, la zone d’étude s’appuie sur l’extension orientale de la plaine alluviale de la Garonne afin de prendre en compte les échanges entre les nappes et le fleuve. Elle intègre également à l’Est l’évènement tectonique majeur que constitue la faille de Bordeaux ainsi que le réseau de failles mineures afférent.

L’objectif de cette étude est d’apporter les éléments techniques pertinents nécessaires à la mise en place de règles pour la gestion équilibrée de la ressource oligocène sur la zone concernée.

L’étude prévoit l’élaboration d’un modèle hydrodynamique suffisamment détaillé pour préciser les zones dénoyées et quantifier les aspects qui en découlent (conditions d’exploitation de la nappe, drainances verticales depuis les réservoirs encadrants et impact sur le débit des sources et des cours d’eau).

Les simulations réalisées à l’aide de ce modèle permettront aux différents gestionnaires et acteurs de l’eau de la Commission Locale de l’Eau (CLE) d’arrêter un plan de gestion de la nappe. Un réseau de suivi et de contrôle opérationnel de la zone à risque sera proposé. Une piézométrie de crise et/ou d’objectif sera fixée pour chaque ouvrage du réseau.

Le présent rapport intermédiaire, rend compte de l’inventaire des données spatio-temporelles nécessaires à l’élaboration du modèle hydrodynamique (entrées du modèle hydrodynamique et paramètres de calage). Il est prévu de caler le modèle hydrodynamique en régime transitoire sur une période de 30 ans environ : la période choisie, soumise à la disponibilité des données, est la période 1976-2007. Afin de cerner le champ des coefficients d’emmagasinement, le modèle fonctionnera au pas de temps trimestriel sur la période 1996-2007. Les données spatio-temporelles ont donc été recueillies, dans la mesure du possible, sur la période 1976-2007.

Cet inventaire est présenté dans l’ordre suivant après un rappel sur les aspects géologiques du secteur :

- Données de prélèvements ;

- Piézométrie ;

- Débits des cours d’eau ;

- Données climatiques ;

Le dernier paragraphe concerne l’analyse qualitative menée sur les eaux de la nappe de l’Oligocène et vise à mettre en évidence l’éventuel impact du dénoyage sur la qualité des eaux souterraines.

SAGE Nappes profondes de Gironde - Atlas des zones à risques – phase 2

BRGM/RP-57353-FR– Rapport intermédiaire 15

2. Géologie du réservoir oligocène

2.1. DESCRIPTION GEOLOGIQUE

L’Oligocène est subdivisé en deux sous-étages : le Rupélien pour la partie inférieure et le Chattien pour la partie supérieure.

L’illustration 4 montre la superposition des formations oligocènes et miocènes dans la région bordelaise. Tous les termes composant la série lithostratigraphique y ont été représentés mais l’érosion et les périodes de non-dépôt peuvent être à l’origine de lacunes dans certaines zones. Les 3 horizons distingués couramment dans l’Oligocène sont décrits dans les paragraphes suivants.

2.1.1. L’Oligocène inférieur basal (Rupélien basal)

La base des terrains oligocènes est constituée par la partie supérieure de la Formation des Molasses du Fronsadais (cf. illustration 4). Cette formation, d'origine fluviatile et palustre, est essentiellement composée d'assises argilo-carbonatées dans sa partie inférieure et de niveaux gréso-sableux dans sa partie supérieure. Elle présente une épaisseur de 30 à 40 mètres.

Les Molasses du Fronsadais sont surmontées par la Formation de Castillon qui est formée de calcaires micritiques gris rosé, alternant avec des marnes vertes et des niveaux argileux à nodules de calcaire, déposés en environnement lacustre. Son épaisseur est faible (environ 1 à 5 m) car elle a été érodée par la transgression marine du Rupélien.

2.1.2. L’Oligocène inférieur (Rupélien)

La Formation du Calcaire à Astéries s'est ensuite déposée (cf. illustration 4). Elle est constituée de trois membres, correspondant à deux phases de transgressions marines séparées par une phase régressive (Cassoudebat et al., 1972; Pratviel et al., 1972; Gayet, 1985 ; Platel, 2000).

Membre A : il correspond à l'éponte inférieure de l'aquifère oligocène. C’est une assise de calcaires marneux fins, de teinte grise à gris-bleu, riches en foraminifères, qui s'est déposée dans des paléo-environnements de baie protégée ou de zones lagunaires (= ex Sannoisien des auteurs). Localement, cette assise peut débuter par un mince niveau d'argiles vertes à noires à Crassostrea longirostris (Gayet, 1985 ; Alvinerie et al., 1977).

Vers l'ouest du secteur d’étude, ce membre est représenté par des marnes grises à pénéroplidés et Halkyardia, déposées en environnement de plate-forme proximale à moyenne et aussi appelées "Calcaires à Archiacines" par certains auteurs.

SAGE Nappes profondes de Gironde - Atlas des zones à risques – phase 2

BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire 16

Illustration 4 : Coupe lithostratigraphique synthétique de l'Oligocène et de ses terrains de

recouvrement dans la région bordelaise (d’après Platel et al., 2000).

Copyright © BRGM 2000

COUPE GEOLOGIQUE SYNTHETIQUE des FORMATIONS OLIGOCENES et MIOCENES de la REGION BORDELAISE

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75

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85

Limons

Galets, graviers et sables

Alternance de sable argileux à abondantsmollusques (FALUNS), de grès calcaire etde grès plus ou moins argileux fossilifères

Argile sableuse à mollusquesArgile verte à brune à poupéescarbonatées (faciès lagunaire)

Calcaires à rhodolithes abondantslocalement

Calcarénite bioclastique jaune à grandsclinoformes (Operculines) (niveau

généralement karstifié)

Alternance de calcarénite bioclastiquejaune et de calcaire packstone à

mollusques, échinides, bryozoaires etalgues.

Calcaire marneux fossilifère (mollusques)

Marne grise à jauneCalcaire à tapis algaires (faciès régressif)

Calcarénite bioclastique jaune àNummulites, localement karstifié

Calcaire bioconstruit à polypiers

Calcarénite bioclastique gris-jaunatre àmollusques, bryozoaires, algues,

Nummulites. Niveau karstifié

Calcaire grisatre à mollusques etforaminifères

Marnes grises à Pénéroplidés etHalkyardia

Marnes gris-bleu wackestone à Miliolidés,Textularidés et Discorbidés

Argile verte à noire à Crassostrealongirostris

Alternance fine de calcaire micritiquegris-rosé et de marnes vertes

Argile silto-carbonatée verdatre et sablesargileux gris-vert

Aquifèressupérieurs

Epontesupérieure

Systèmeaquifère del'Oligocène

Eponteinférieure

SERIEETAGE FORM. Ech. DESCRIPTION LITHOLOGIQUE

Extrait du rapport BRGM/RP-50468-FR

SAGE Nappes profondes de Gironde - Atlas des zones à risques – phase 2

BRGM/RP-57353-FR– Rapport intermédiaire 17

Membre B : l'assise médiane du Rupélien carbonaté est liée à une transgression plus affirmée que la précédente pendant laquelle se sont déposés, sur une vingtaine de mètres, des calcaires de type grainstone, bioclastiques, gris à jaunes (ou calcarénites) dont les éléments clastiques sont principalement des foraminifères, des bryozoaires, des polypiers, des algues et des mollusques (Alvinerie, et al., 1977). Les faciès diffèrent toutefois en fonction des aires de sédimentation.

La fin de la grande séquence A-B du Rupélien correspond à des assises massives de calcaires bioclastiques jaunes à nummulites à stratifications obliques qui progradent en direction de l'ouest. L'épisode régressif, qui termine le membre médian du Rupélien, se caractérise localement par un calcaire peu épais à tapis algaires.

Membre C : la base de ce membre est représentée par quelques mètres de marnes et de calcaire marneux. L'assise supérieure est surtout constituée par des calcaires grainstones bioclastiques gris blanc parfois jaunâtres, très fossilifères comprenant de nombreux débris d'échinodermes, de lamellibranches, de foraminifères et de bryozoaires. Ces calcaires massifs à stratifications obliques, qui représentent les couches progradantes déposées pendant le haut niveau marin, sont organisés en grands clinoformes. Au sommet du membre, des calcaires à rhodolites abondants se sont localement déposés.

2.1.3. L’Oligocène supérieur (Chattien) et le Miocène inférieur (Aquitanien basal)

L'éponte supérieure de l'aquifère oligocène est constituée par les assises imperméables du Chattien et de l’Aquitanien (cf. illustration 4).

Chattien : ce niveau est constitué de marnes et d’argiles (Marnes de Sainte-Christine ou Argiles de La Brède selon les auteurs) qui témoignent de la très importante régression marine connue au début du Chattien (baisse du niveau de l'océan mondial de 150 m environ). Leur épaisseur ne dépasse toutefois pas 5 mètres.

Le caractère lagunaire des dépôts est très marqué avec des faciès d'argiles vertes à nodules carbonatées (poupées) et de fréquentes marmorisations pédogénétiques ocres mais cet horizon est souvent absent dans les forages profonds ou à l'affleurement, du fait de l'érosion liée à la transgression miocène ou de la mise en place des terrasses alluviales de la Garonne.

Aquitanien basal : les argiles sableuses bleu verdâtre à mollusques qui représentent les faciès de la première transgression miocène, constituent la partie supérieure de l'éponte des réservoirs oligocènes. Elles n'existent cependant pas partout. Dans ce cas, l'éponte du réservoir est uniquement constituée par les argiles et les marnes du Chattien.

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BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire 18

2.2. EVOLUTION STRUCTURALE DU SECTEUR

Depuis la fin des temps paléozoïques, le département de la Gironde n'a jamais été soumis à une forte activité tectonique. Seules de grandes failles compartimentent la zone située au sud-ouest de la Garonne et les terrains sédimentaires cénozoïques ne sont affectés que par quelques structures à grand rayon de courbure.

Les coupes 4, 5 et 7 de l’illustration 5 permettent de visualiser l’agencement des couches géologiques dans le secteur d’étude et certaines de ces failles.

2.2.1. Failles

La faille de Bordeaux constitue le principal accident du secteur d’étude (cf. coupe 4 de l’illustration 5). Elle a été mise en évidence par les différences de cote des formations observées sous l'agglomération bordelaise.

Son rejet au toit du Crétacé serait de 100 m au minimum (Platel, 1987). Son tracé passe le long de la vallée de la Garonne entre Langon et Bordeaux, puis s'infléchit vers le nord-ouest en direction de Sainte-Hélène/Brach. Cette grande faille normale a principalement joué en distension au Crétacé inférieur puis en compression à tendance décrochante à certaines périodes du Crétacé supérieur et durant l’Eocène.

La faille étant ensuite de moins en moins active, la sédimentation n'a fait qu'en atténuer ses effets. Ainsi à l’Oligocène, la faille ne correspond qu’à une flexure à jeu syn-sédimentaire. Des différences d'altitude au niveau de formations synchrones entre le plateau de Bouliac et la ville de Bordeaux attestent par contre de rejeux miocènes.

Dans le bloc effondré situé au sud-ouest de la faille, il existe un réseau de failles subparallèles qui se présentent sous forme de faisceau et qui attestent d'un jeu décrochant (Platel, 1987). Elles délimitent des lanières constituées de horsts et de grabens à raccords obliques avec la faille majeure de Bordeaux.

Les zones basses se situent dans les secteurs de Bordeaux et de Beautiran/Léognan/Canéjan/Saint-Jean-d'Illac alors que les secteurs de Villenave-d’Ornon/Pessac/Mérignac et de Gradignan/Martignas correspondent à des zones hautes.

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BRGM/RP-57353-FR– Rapport intermédiaire 19

Illustration 5 : Coupes des terrains oligocènes et miocènes au Sud de Bordeaux (d’après Platel et al., 2000)

+ 0NGF +1+5.5

+14

+3

+31

Rouillac827 1X0239

Granet827 1X0248

+ 50

+ 25

Duprat et DurandSaussette827 6X0456 827 1X0110

SSE C O U P E G E O L O G I Q U E 7 NNWSSE C O U P E G E O L O G I Q U E 7 NNW

827 6X0006+45 +41

+32

+17

+41

S a u c a t s L é o g n a n C a n é j a n

Eau Bourde

BonoisPins Verts827 6X0068 827 6X0088

Rambouillet

Eau Blanche

+51+36

Sabatey Mijelane827 6X0089827 6X0067

SaucatsLagus

827 6X0090

Lagus827 6X0090

+ 50

+ 25

+50 +48

Bruyère

851 2X0019

Cassiney851 2X0022

10m

-50

500m0

-19

+16+28

-16

+24

+9+ 0NGF

-25- 6

sondage avec son indice BRGM

851-2-0019

Faille ou f lexure

-58-63 -65 -58

Marne grises à Miliolidés

Calcaires à Astéries

+3

-6 -12 - 5-22

-60

Oligocène inf érieur B-C :

Oligocène inf érieur A :

+11

-12

-23

-8-12

-57

Marnes vertes à nodules calcaires

Galets, Graviers, Sables et Argiles

Grés, Sables argileux,Calcaires gréseux

Miocène inf érieur /Oligocène supérieur :

Miocène inf érieur :

Quaternaire :

-50

-25-17

-38-24

- 1

+40+50+60

+54

803 7X0169+70

Forage Bouliac 1Bouliac

SW C O U P E G E O L O G I Q U E 4 NESW C O U P E G E O L O G I Q U E 4 NE

827 2X0462 Forage 3

Villenave d'Ornon

"La Grande Ferrade" INRA BèglesForage Cazeaux IV827 2X404

827 1X0238

RuisseauEau Bourde Gradignan

Canéjan

827 1X0239

Moulin de Rouillac Le Bouscat+50+40+30

+10+20

-40

-20-30

-50

-10

+10+ 0NGF

400m0

sondage avec son indice BRGM

827-1-239

Faille ou flexure

membre A+30+20

+32

5m

827 2X0007

L a G

aron

n e

-12

-3

Marnes vertes à nodules calcairesCalcaires à Astéries

Faille

de

Bord

eaux

Marnes grises à Miliolidés

Oligocène inférieur B-C :

Oligocène inférieur A :

Miocène inférieur /Oligocène supérieur :

-8

+13.75

Eau Bourde

Galets, Graviers, Sables et Argiles

Grés, Sables argileux, Calcaires gréseux

-29 -26-28

+16+20

-5

Flandrien :

Quaternaire :

Argiles gris-noir

Miocène inférieur :

-60-70

-10+ 0NGF

-30-40-50

-20

-50

-25

sondage avec son indice BRGM

827-6-0068

Vallée dela Garonne

+ 50

+ 25

+ 0NGF

10m

500m0

Faille ou flexure

827 7X0164

-28

+1

827 7X0169

Haut Nouchet

Blayet 2+34

-30

+31

+15

St Médard d'EyransMartillac

SW C O U P E G E O L O G I Q U E 5 NESW C O U P E G E O L O G I Q U E 5 NE

Marnes vertes à nodules calcairesMiocène inférieur /Oligocène supérieur :

Oligocène inférieur A :

Oligocène inférieur B-C : Calcaires à Astéries

Marnes grises à Miliolidés

+46

+13

-3

827 6X0068

Léognan

Pins vertsLa Cape

Grés, Sables argileux, Calcaires gréseux

Galets, Graviers, Sables et ArgilesGalets, Graviers, Sables et Argiles

Argiles gris-noir

827 6X0091

-60

-50-54

Miocène inférieur :

Quaternaire :

Flandrien :

+ 50 +45

-25

-6

-22

+ 0NGF

+ 25

Extrait du rapport BRGM/RP-50468-FR Extrait du rapport BRGM/RP-50468-FR

Extrait du rapport BRGM/RP-50468-FR

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2.2.2. Anticlinal de Villagrains-Landiras

Le grand anticlinal de Villagrains-Landiras d'orientation ouest-est se situe au sud du secteur étudié (cf. illustration 6). Il s’agit d’une structure majeure mais qui reste quasiment invisible sur le terrain.

Long d’une quinzaine de kilomètres, l’anticlinal est recoupé par des failles et apparaît très bien dans la morphologie du toit du Crétacé qui présente des pendages opposés importants.

Le cœur de la structure est constitué par des calcaires marneux du Campanien supérieur affleurant de façon très discrète dans le lit du Gat-Mort à Villagrains, et par les calcaires karstifiés du Maastrichtien supérieur qui affleurent dans le lit du ruisseau du Tursan (affluent du Ciron) à Landiras. Près de Budos, plus à l’Ouest, le cœur devient Cénomanien, notamment dans le secteur de Saint-Magne.

L’anticlinal de Villagrains-Landiras est ainsi à l’origine de lacunes Oligocène et Miocène sur la zone d’étude (cf. illustration 6).

La structure de Villagrains-Landiras apparaît, de manière générale, comme une zone de recharge des formations aquifères de la base du Crétacé supérieur (Saltel et al., 2008). Ce phénomène est favorisé par l’érosion qui porte à l’affleurement les différents réservoirs et qui est à l’origine des pertes et émergences observées dans le lit des cours d’eau traversant la structure.

2.3. REVISION DU MODELE GEOLOGIQUE DE LA ZONE D’ETUDE

Dans le cadre de la convention "Gestion des eaux souterraines en région Aquitaine" pour la période 1996-2001, une étude sectorielle a été menée pour la protection de la nappe de l'Oligocène en région bordelaise (Rapport BRGM/RP-50468-FR et BRGM/RP-51178-FR). Au cours de cette étude, réalisée en 2000 et 2001, une synthèse des données géologiques (500 forages), entre Lesparre au Nord jusqu'à l'est de Langon, sur une largeur variant entre 12 et 30 km, a permis de construire un modèle géologique de l'aquifère au pas de 200 m.

Les données brutes issues de cette étude ont été recompilées pour construire un nouveau modèle géologique au pas de 100 m mieux adapté aux objectifs de l’étude (extension, nombre de couches….). Les données géologiques récentes acquises depuis 2000 (forages, réinterprétation sismique…) ont été recueillies et utilisées pour la construction de ce nouveau modèle. Une longue étape de revalidation des 500 coupes de forages recensées en 2000 a été réalisée.

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22 BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire

Illustration 6 : Extensions sous couverture des couches aquifères du Miocène et de l’Oligocène sur la zone d’étude (issues de la version 2 de la BDRHFv2 en cours d’élaboration).

Axe de l’anticlinal de Villagrains-Landiras

Zone d’étude

Extension Oligocène

Lacune Oligocène

Extension Miocène

Lacune Miocène

N N

10 km 10 km

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Elle a permis d’identifier et de regrouper les niveaux géologiques traversés selon la pile lithostratigraphique simplifiée présentée ci-après (cf. illustration 7).

REMI ALUV

MIOC

EPCM

OLNP

EPOL

Illustration 7 : Log géologique simplifié des horizons modélisés.

Le choix a été fait d’individualiser les alluvions de la Garonne (codées ALUV) des terrains quaternaires recouvrant le Miocène (REMI) dans la mesure où elles sont très majoritairement perméables et qu’elles sont souvent directement en contact avec l’aquifère Oligocène dans sa partie libre, proche de la Garonne. Cette individualisation permet de prendre en compte plus finement les échanges entre la nappe alluviale et le réservoir Oligocène. Les autres terrains quaternaires situés dans toute la partie occidentale du domaine étudié ont été intégrés dans un ensemble multicouche plus ou moins aquifère (codé REMI – Recouvrement Miocène).

Ainsi, 3 niveaux aquifères ont été individualisés :

- la nappe alluviale de la Garonne (codé ALUV) ;

- l’aquifère Miocène (codé MIOC) ;

- l’aquifère Oligocène (codé OLNP – Oligocène Nappe Profonde).

Remarque importante : Le réservoir oligocène sera considéré comme une seule et même entité bien que deux niveaux puissent être ponctuellement identifiés au sein des calcaires à astéries. Cette simplification tient à deux raisons :

- l’objectif principal est de localiser précisément les zones dénoyées du réservoir. Pour cela, c’est le toit de l’ensemble du réservoir oligocène correspondant à la base des marnes du Chattien qu’il est nécessaire de modéliser. La subdivision

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24 BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire

des calcaires n’apparaît pas comme un élément prépondérant du fonctionnement hydraulique général de la nappe,

- les forages bien décrits géologiquement et/ou ayant fait l’objet de diagraphies ne sont pas suffisamment nombreux pour individualiser de façon pertinente deux niveaux au sein des calcaires sur l’ensemble de la zone d’étude.

Lors de la description des logs géologiques des forages, un grand soin a été apporté à la reconnaissance des épontes (niveaux imperméables codés EPCM – Eponte Chattien-Miocène et EPOL – Eponte inférieure au réservoir de l’Oligocène). Ce sont les extensions de ces épontes imperméables qui définissent les zones de communication ou non entre les 3 aquifères identifiés.

En outre, la révision du modèle géologique a permis de préciser le jeu des compartiments des failles qui ont affecté majoritairement l’Oligocène et les terrains plus anciens.

Les extensions sous couverture des couches Miocène et Oligocène issues de la version 2 de la BDRHFv2 (référentiel hydrogéologique français), en cours d’élaboration, ont servi de guides lors de la construction du modèle géologique (cf. illustration 6). L’anticlinal de Villagrains-Landiras constitue une zone de lacune fréquente des terrains paléogènes. Une grande attention a été accordée au dessin de ces lacunes en étudiant les logs géologiques disponibles des forages.

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La carte géologique de la zone d’étude (cf. illustration 8) a été recodée à partir du log simplifié retenu (cf. illustration 7).

(ALUV : Nappe alluviale de la Garonne, REMI : Recouvrement Miocène hors nappe alluviale de la Garonne, MIOC : Nappe aquifère Miocène, EPCM : Eponte imperméable Chattien-Miocène,

OLNP : Nappe aquifère Oligocène, EPOL : Eponte imperméable à la base de l’Oligocène)

Illustration 8 : Carte géologique simplifiée de la zone d’étude.

Comme précisé précédemment, les failles ont été redessinées (cf. illustration 8) grâce à l’étude de couples de forages situés de part et d’autre de celles-ci. Le compartimentage des réservoirs lié aux failles est ainsi mieux pris en compte dans le modèle géologique.

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26 BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire

Remarque importante : Tous les terrains plus anciens que l’éponte de la base de l’Oligocène (codée EPOL) ont été eux aussi codé EPOL dans le modèle géologique (notamment les terrains du Crétacé affleurants au cœur de l’anticlinal de Villagrains–Landiras). Cette simplification du modèle géologique se justifie par le fait que ces couches profondes sont éloignées des zones d’intérêts et que la prise en compte de ces formations géologiques aurait été trop coûteuse en temps. Néanmoins, les échanges entre ces couches et la nappe de l’Oligocène seront pris en compte de manière globale dans le modèle hydrodynamique et estimés au cours de la phase de calage.

Le modèle géologique construit servira de support physique à l’élaboration du modèle hydrodynamique. L’ensemble des résultats du modèle géologique (cartes des épaisseurs, des toits et des murs des couches modélisées, coupes sériées permettant de visualiser le jeu des failles) seront présentés dans le rapport final.

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BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire 27

3. Données de prélèvements

L’inventaire des prélèvements concerne les trois nappes suivantes : la nappe alluviale de la Garonne, la nappe du Miocène et la nappe de l’Oligocène.

Il n’y aura pas de prélèvements introduits dans le modèle pour la formation relative au recouvrement Miocène (REMI) car on ne dispose pas de recensements fiables et suffisamment exhaustifs. La recharge dans cette couche sera donc sous estimée et/ou les débordements surestimés. Le fonctionnement hydraulique se fera en "équivalence" ce qui ne permettra pas de faire un bilan fiable sur cette formation.

Sur la zone d’étude, le travail d’affectation des prélèvements dans les nappes a été réalisé en actualisant les données du Modèle Nord-Aquitain et en les complétant :

- ajout des données relatives aux forages récents captant le Miocène et nouvellement recensés dans la Banque de données du Sous-Sol (BSS) dans le cadre de la gestion des nappes d’eaux souterraines de la Gironde (GN33) ;

- ajout des données relatives aux forages agricoles fournies au BRGM par la DDAF suite au travail exhaustif de recensement réalisé par la Chambre d’Agriculture de Gironde pour les années 2004, 2005 et 2006. Les chroniques ont été complétées de 1996 à 2006 en moyennant les volumes 2004, 2005 et 2006. Pour les forages captant deux réservoirs, les volumes ont été affectés arbitrairement pour moitié à chacun d’eux. La même logique a été adoptée lorsqu’un forage traverse trois aquifères.

3.1. STATISTIQUES GENERALES SUR LES VOLUMES PRELEVES

Afin de quantifier l’exploitation actuelle de chacune des 3 nappes à modéliser, l’année 2006 sert de référence. Celle-ci est en effet la dernière année pour laquelle le recensement des données de prélèvements est jugé exhaustif. L’inventaire 2007, non encore finalisé, sera ajouté dans le courant de l’année 2009.

3.1.1. Localisation des principaux pôles de prélèvements

La carte synthétique ci-après (cf. illustration 9) localise les prélèvements réalisés en 2006 sur la zone d’étude.

En première approche, cette carte permet d’observer que les principaux points de prélèvements sont à l’Oligocène et que c’est dans cette nappe que le nombre d’ouvrages est le plus conséquent.

L’analyse des données de prélèvements est détaillée nappe par nappe au paragraphe 3.2.

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28 BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire

Illustration 9 : Localisation des prélèvements réalisés en 2006 sur la zone d’étude.

3.1.2. Parts des volumes prélevés par nappe

En 2006, un volume total de 49,8 millions de m3 a été prélevé dans les trois nappes des alluvions de la Garonne, du Miocène et de l’Oligocène (cf. illustration 10).

Les prélèvements dans l’Oligocène sont effectivement nettement prédominants. En 2006, ils ont totalisé 41,5 millions de m3, soit 83 % du volume total soutiré.

Le Miocène a fait l’objet de prélèvements qui s’élèvent à 8 millions de m3, correspondant à 16 % du volume total prélevé.

Les prélèvements dans la nappe alluviale de la Garonne, très minoritaires, représentent 1 % du volume total soutiré et ont atteint 300 000 m3.

SAGE Nappes profondes de Gironde - Atlas des zones à risques – phase 2

BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire 29

(OLNP : nappe de l’Oligocène, MIOC : nappe du Miocène, ALUV : nappe des alluvions de la Garonne)

Illustration 10 : Répartition par nappe des volumes prélevés 2006 sur la zone d’étude.

Remarque importante : Il n’existe pas de recensement exhaustif des forages associés à l’usage individuel. Cependant, compte tenu de la facilité de mobilisation des nappes aquifères et notamment de la nappe de l’Oligocène dans sa partie libre, proche de la Garonne, les volumes prélevés cumulés associés à cet usage sont susceptible d’avoir un impact non négligeable sur le bilan quantitatif des nappes. Une évaluation de ces prélèvements par analyse d’images satellite envisagée au moment de la rédaction du cahier des charges n’a pas été retenue.

Dans un premier temps, seuls les prélèvements connus à usage individuel ont été comptabilisés et seront pris en compte dans le modèle hydrodynamique.

3.2. ANALYSE DES VOLUMES PRELEVES DANS CHACUNE DES NAPPES MODELISEES

3.2.1. Prélèvements dans la nappe alluviale de la Garonne

Dans la nappe alluviale de la Garonne, 104 forages ont été recensés. Parmi ceux-ci :

• 95 ouvrages captent uniquement la nappe alluviale de la Garonne (ALUV) ;

• 8 forages captent la nappe alluviale de la Garonne (ALUV) et l’Oligocène (OLNP) ;

• 1 ouvrage capte les trois nappes du Miocène (MIOC), de l’Oligocène (OLNP), et des alluvions de la Garonne (ALUV).

Parts des volumes prélevés par nappe en 2006

16%

83%

1%

OLNPMIOCALUV

41,5 Mm3

0,3 Mm3

8 Mm3

SAGE Nappes profondes de Gironde - Atlas des zones à risques – phase 2

30 BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire

Volumes prélevés en 2006

Le cumul de tous les prélèvements recensés dans la nappe alluviale de la Garonne en 2006 dans les limites de la zone d’étude aboutit à un peu moins de 300 000 m3. Cependant, le recensement est sans doute loin d’être exhaustif et les chroniques disponibles sont souvent incomplètes.

Illustration 11 : Répartition et usages des prélèvements dans la nappe alluviale de la Garonne en 2006.

Les forages exploitant la nappe des alluvions de la Garonne sont assez uniformément répartis en rives droite et gauche de la Garonne (cf. illustration 11), tout le long de la section du fleuve parcourant la zone d’étude.

Puits Naudinot (N°BSS: 08285X0023)

Petite Île - puits Le Peyrat 2 (N°BSS:

08521X0231)

Petite Île - Puits 1 (N°BSS: 08521X0024)

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BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire 31

Toutefois, 3 forages majeurs de prélèvement peuvent être identifiés :

- le puits Naudinot (N°BSS : 08285X0023, commune de Rions, 64 000 m3 prélevés en 2006) ;

- le puits « Petite Île – Puits 1 » (N°BSS : 08521X0024, commune de Sainte-Croix-du-Mont, 92 000 m3 prélevés en 2006) ;

- le puits « Petite Île-Puits Le Peyrat 2 » (N°BSS : 08521X0231, commune de Sainte-Croix-du-Mont, 66 000 m3 prélevés en 2006.

Evolution des volumes prélevés dans la nappe alluviale de la Garonne de 1967 à 2006

Illustration 12 : Evolution des prélèvements dans la nappe alluviale de la Garonne de 1967 à 2006.

Les données de prélèvements dans les alluvions de la Garonne présentent des lacunes. En effet, entre 1970 et 1978, la chronique des prélèvements réalisés dans le puits « Petite Île – Puits 1, forage majeur sur la zone d’étude, ne présente pas de données. Les données présentent également beaucoup de fluctuations interannuelles. Cependant, les prélèvements augmentent globalement de 1979 à 1997 puis, à partir de 1998, on note une tendance à la diminution qui se poursuit jusqu’en 2006 (cf. illustration 12).

Cette tendance à la diminution s’explique principalement par :

- l’arrêt d’exploitation des deux forages industriels d’AMYLUM GROUP en 1999 et en 2000 et qui sont aujourd’hui rebouchés (N°BSS : 08036X2442 et 08036X2443) ;

Evolution des volumes annuel prélevés dans l'Oligocène (m3)

0

200 000

400 000

600 000

800 000

1 000 000

1 200 000

1 400 000

1967

1970

1973

1976

1979

1982

1985

1988

1991

1994

1997

2000

2003

2006

Volu

mes

ann

uels

pré

levé

s (m

3)

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32 BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire

- la diminution de l’exploitation AEP de la nappe avec notamment une diminution des volumes prélevés dans les puits Naudinot (N°BSS : 08285X0023, commune de Rions), le puits « Petite Île – Puits 1 » (N°BSS : 08521X0024, commune de Sainte-Croix-du-Mont), le puits « Petite Île-Puits Le Peyrat 2 » (N°BSS : 08521X0231, commune de Sainte-Croix-du-Mont).

Usages

En 2006, l’AEP représente 83 % des volumes prélevés dans la nappe alluviale de la Garonne (soit un volume de 248 200 m3) et mobilise 4 % des forages (4 forages) (cf. illustration 13). La grande majorité des prélèvements AEP est assurée par les 3 forages majeurs identifiés au paragraphe précédent.

USAGE Volume ALUV 2006 (m3)

Nombre de forages

% du volume ALUV 2006

AEP 248 200 4 83 EAU-AGRICOLE 17 877 22 6

EAU-INDIVIDUELLE 0 37 0 EAU-INDUSTRIELLE 15 986 16 5

EAU-SERVICE-PUBLIC 17 149 23 6

PIEZOMETRE 0 2 0 TOTAL 299211.5 104 100

Illustration 13 : Tableau récapitulatif des volumes prélevés par usage dans la nappe des alluvions de la Garonne pour l’année 2006.

Les autres usages, essentiellement représentés par les eaux agricole, industrielle et de service public sont nettement minoritaires par rapport à l’AEP. Ils mobilisent ainsi seulement 17 % des volumes prélevés dans la nappe (à savoir environ 50 000 m3) Cependant, ils représentent 96 % des forages (soit 100 forages).

Remarque : Comme mentionné précédemment, le recensement des forages individuels n’est pas exhaustif. De la même manière, les chroniques de prélèvements relatives à ces ouvrages sont souvent incomplètes comme en témoigne l’absence apparente de volume prélevé dans les forages à usage EAU-INDIVIDUELLE en 2006.

3.2.2. Prélèvements dans la nappe du Miocène

116 ouvrages ont été validés comme captant le Miocène. Parmi ceux-ci :

• 114 ouvrages captent uniquement le Miocène (MIOC) ; • 1 ouvrage capte les deux nappes du Miocène (MIOC) et de l’Oligocène

(OLNP) ; • 1 ouvrage exploite les trois nappes du Miocène (MIOC), de l’Oligocène

(OLNP), et des alluvions de la Garonne (ALUV).

SAGE Nappes profondes de Gironde - Atlas des zones à risques – phase 2

BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire 33

Volumes prélevés en 2006

Le cumul de tous les prélèvements recensés en 2006, dans le Miocène, sur la zone d’étude, représente un peu moins de 8 millions de m3.

Illustration 14 : Répartition et usages des prélèvements dans la nappe du Miocène en 2006.

Forage de Caupian (N°BSS : 08028X0005)

Source de Cap de Bos (N°BSS : 08028X0006)

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34 BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire

Les forages exploitant la nappe du Miocène sont majoritairement localisés dans la partie Ouest de la zone d’étude entre Saint-Médard-en-Jalles et l’anticlinal de Villagrains (cf. illustration 14).

A l’extrémité nord, la source de Cap de Bos (N°BSS : 08028X0006, commune de Saint-Médard-en-Jalles, 2 450 000 m3 prélevés en 2006) et, dans une moindre mesure, le forage de Caupian (N°BSS : 08028X0005, commune de Saint-Médard-en-Jalles, 390 000 m3 prélevés en 2006) constituent les ouvrages majeurs de prélèvements Miocène sur la zone d’étude.

Deux autres pôles majeurs de prélèvements sont à souligner :

- la zone située à la frontière des communes de Pessac, Mérignac et Saint-Jean-d’Illac (environ 1 000 000 m3 prélevé en 2006) ;

- la partie ouest de la commune de Saucats, au nord de l’anticlinal de Villagrains-Landiras (environ 2 500 000 m3 prélevés en 2006).

Evolution des volumes prélevés dans la nappe du Miocène de 1961 à 2006

Illustration 15 : Evolution des prélèvements dans la nappe du Miocène de 1961 à 2006.

On note une augmentation générale des prélèvements annuels dans la nappe du Miocène de 1961 à 2003 (cf. illustration 15) et une légère baisse des volumes prélevés de 2003 à 2006. Le pic des prélèvements est observé en 2002 (8,6 millions de m3 prélevés).

Evolution des volumes annuel prélevés dans le Miocène (m3)

0

1 000 000

2 000 000

3 000 000

4 000 000

5 000 000

6 000 000

7 000 000

8 000 000

9 000 000

10 000 000

1961

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1967

1970

1973

1976

1979

1982

1985

1988

1991

1994

1997

2000

2003

2006

Vol

umes

ann

uels

pré

levé

s (m

3

SAGE Nappes profondes de Gironde - Atlas des zones à risques – phase 2

BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire 35

Usages

Illustration 16 : Tableau récapitulatif des volumes prélevés par usage dans la nappe du Miocène pour l’année 2006.

Le premier usage de la nappe Miocène, en termes de volumes prélevés, est l’eau agricole. En 2006, Les prélèvements pour l’agriculture représentent 50 % des volumes totaux prélevés (soit 4 millions de m3) et mobilisent 56 % des ouvrages (65 ouvrages) (cf. illustration 16).

Dans le même temps, l’AEP, second usage prédominant avec l’eau agricole, représente 41,5 % des volumes prélevés dans le Miocène (soit un volume de 3,3 millions de m3) et mobilise 10 % des ouvrages (soit 12 ouvrages).

Les autres usages, essentiellement représentés par l’eau industrielle sont nettement minoritaires. Ils mobilisent ainsi seulement 8,5% des volumes prélevés dans le Miocène (à savoir environ 630 000 m3) pour 34 % des ouvrages (soit 39 forages).

L’usage agricole de la nappe est concentré dans les deux pôles majeurs de prélèvements identifiés précédemment (cf. illustration 14), à savoir la zone à la frontière des communes de Pessac, Mérignac et Saint-Jean-d’Illac (environ 1 million de m3 prélevé en 2006) et la partie ouest de la commune de Saucats, au nord de l’anticlinal de Villagrains-Landiras (environ 2 500 000 m3 prélevés en 2006).

L’usage AEP, second usage prédominant, est assuré principalement par la source de Cap de Bos (N°BSS : 08028X0006, commune de Saint-Médard-en-Jalles, 2 450 000 m3 prélevés en 2006) et le forage de Caupian (N°BSS : 08028X0005, commune de Saint-Médard-en-Jalles, 390 000 m3 prélevés en 2006). Dans une moindre mesure, les prélèvements AEP sont aussi assurés par deux forages sur la commune du BARP : le forage F1 (N°BSS : 08504X0004, 140 000 m3 prélevés en 2006) et le forage BARP-3 (N°BSS : 08504X0008, 175 000 m3 prélevés en 2006).

USAGE Volume MIOC 2006 (m3)Nombre de

forages % du volume MIOC

2006 AEP 3 282 278 12 41,5

EAU-AGRICOLE 3 991 657 65 50 EAU-COLLECTIVE 153 957 13 2,4

EAU-INDIVIDUELLE 600 4 0,1 EAU-INDUSTRIELLE 421 819 14 5

EAU-SERVICE-PUBLIC 58 859 6 1

PIEZOMETRE 0 2 0 TOTAL 7909170 116 100

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36 BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire

3.2.3. Prélèvements dans la nappe de l’Oligocène

234 forages captant l’Oligocène ont été validés. Parmi ceux-ci :

• 222 ouvrages captent uniquement l’Oligocène (OLNP) ;

• 8 forages sont affectés aux deux seules nappes de l’Oligocène (OLNP) et des alluvions de la Garonne (ALUV) ;

• 1 forage capte les deux seules nappes de l’Oligocène (OLNP) et du Miocène (MIOC) ;

• 1 ouvrage capte les trois nappes de l’Oligocène (OLNP), du Miocène (MIOC) et des alluvions de la Garonne (ALUV) ;

• 2 forages captent l’Oligocène (OLNP) et d’autres nappes plus profondes (nappes du Campanien et de l’Eocène moyen).

Volumes prélevés en 2006

Le cumul de tous les prélèvements recensés dans l’Oligocène en 2006 dans les limites de la zone d’étude représente un peu plus de 41,5 millions de m3.

Les forages exploitant la nappe de l’Oligocène sont plutôt concentrés dans le nord de la zone d’étude correspondant à l’agglomération bordelaise. Celle-ci constitue un pôle majeur de prélèvement constitué notamment des forages Princesse (N°BSS : 08271X0152, commune de Pessac, 1 125 000 m3 prélevés en 2006) et Jacob (N°BSS : 08271X0010, Commune de Mérignac, 1 137 000 m3 prélevés en 2006) et de la source de Gamarde (N°BSS : 08035X0006, commune de Saint-Médard-en-Jalles, 3 635 000 m3 prélevés en 2006) (cf. illustration 17).

Deux autres pôles majeurs de prélèvements sont à souligner :

- les communes de Saucats et La Brède avec notamment les forages de Sabatey (N°BSS : 08276X0067, commune de Saucats, 1 505 000 m3 prélevés en 2006) et de Min-Lagus (N°BSS : 08276X0090, commune de Saucats, 1 210 000 m3 prélevés en 2006) ;

- la source de BUDOS (N°BSS : 08518X0017, commune de Budos, 9 097 000 m3 prélevés en 2006).

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BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire 37

Illustration 17 : Répartition des prélèvements dans la nappe de l’Oligocène en 2006.

Evolution des volumes prélevés dans la nappe de l’Oligocène de 1961 à 2006

On note une augmentation générale des prélèvements annuels dans la nappe de l’Oligocène de 1960 à 2006 (cf. illustration 18). Le pic des prélèvements est toutefois observé en 2004. La mobilisation progressive de la nappe Oligocène, très majoritairement pour l’AEP (cf. illustration 19), va de pair avec les besoins en eau grandissant de l’agglomération bordelaise et le transfert d’une partie des prélèvements depuis la nappe de l’Eocène, qui s’est opéré depuis la fin des années 90, pour soulager cette dernière.

Source de Gamarde (N°BSS : 08035X0006)

Forage Princesse (N°BSS : 08271X0152)

Forage Jacob (N°BSS : 08271X0010)

Forage de Sabatey (N°BSS : 08276X0067)

Source de Budos (N°BSS : 08518X0017) Forage Min-Lagus

(N°BSS : 08276X0090)

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38 BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire

Illustration 18 : Evolution des volumes prélevés dans l’Oligocène.

Usages

USAGE Volume OLNP 2006 (m3)

Nombre de forages

% du volume OLNP 2006

AEP 39 777 716 99 96.01 CHAUFFAGE 0 1 0

EAU-AGRICOLE 151 705 8 0.37 EAU-COLLECTIVE 556 113 31 1.34

EAU-INDIVIDUELLE 10 660 14 0.03 EAU-INDUSTRIELLE 411 080 35 0.99

EAU-SERVICE-PUBLIC 521 602 35 1.26

PIEZOMETRE 0 11 0 TOTAL 41 428 876 234 100

Illustration 19 : Tableau récapitulatif des volumes prélevés par usage dans la nappe de l’Oligocène pour l’année 2006.

En 2006, l’AEP représente 96 % des volumes prélevés dans l’Oligocène (soit un volume de 39,8 millions de m3) et mobilise 42 % des ouvrages (soit 99 forages) (cf. illustration 19).

Les autres usages, essentiellement représentés par les eaux agricole, collective, industrielle et de service public sont nettement minoritaires par rapport à l’AEP. Ils mobilisent ainsi seulement 4% des volumes prélevés dans l’Oligocène (à savoir environ 1,5 million de m3) pour 58 % des forages (soit 135 ouvrages).

Evolution des volumes annuel prélevés dans l'Oligocène (m3)

05 000 000

10 000 00015 000 00020 000 00025 000 00030 000 00035 000 00040 000 00045 000 00050 000 000

1960

1963

1966

1969

1972

1975

1978

1981

1984

1987

1990

1993

1996

1999

2002

2005

Vol

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uels

pré

levé

s (m

3)

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BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire 39

Illustration 20 : Répartition par usage et localisation des prélèvements Oligocène au sein de la zone d’étude.

L’AEP étant l’usage très majoritaire sur la zone d’étude, les pôles de prélèvements Oligocène précédemment identifiés (cf. illustration 20) constituent également les pôles AEP avec notamment la source de BUDOS qui mobilise à elle seule presque 25% du volume total prélevé en 2006 dans l’Oligocène.

La ligne des « 100 000 m3 par jour » est également à souligner avec en particulier le forage de Sabatey (N°BSS : 08276X0067, commune de Saucats, 1 505 000 m3 prélevés en 2006).

Le recensement des données de prélèvement est quasi-exhaustif pour tous les usages sauf l’usage individuel.

Source de Gamarde (N°BSS : 08035X0006)

Forage Princesse (N°BSS : 08271X0152)

Forage Jacob (N°BSS : 08271X0010)

Forage de Sabatey (N°BSS : 08276X0067)

Forage Min-Lagus (N°BSS : 08276X0090)

Source de Budos (N°BSS : 08518X0017)

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BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire 41

4. Piézométrie

4.1. RECENSEMENT DES POINTS D’OBSERVATIONS

Le BRGM est opérateur des réseaux de suivi piézométrique sur le département de la Gironde pour le compte du conseil Général (maître d’ouvrage). Les données piézométriques sont bancarisées dans la BDES (Base de Données Sur les Eaux Souterraines) et dans ADES (banque nationale d’Accès aux Données sur les Eaux Souterraines).

Un recensement exhaustif des piézomètres assurant le suivi du niveau des nappes des alluvions de la Garonne, du Miocène et de l’Oligocène a été réalisé.

On compte ainsi :

- 5 points d’observation de la nappe alluviale de la Garonne ;

- 42 ouvrages de suivi de la nappe du Miocène ;

- 119 ouvrages de suivi de la nappe Oligocène.

4.2. LOCALISATION ET FREQUENCE DE SUIVI DES PIEZOMETRES

La localisation et la fréquence de suivi des ouvrages associés à chacune des 3 nappes sont présentées sur les illustrations 21 et 22. L’analyse de ces cartes permet de voir que :

- la nappe des alluvions de la Garonne est relativement peu suivie (5 piézomètres). le calage du modèle hydrodynamique pour cette nappe sera donc essentiellement basé sur la restitution de cartes piézométriques de référence issues de la bibliographie ;

- la piézométrie de la nappe du Miocène est mieux connue (42 points d’observation) : 9 ouvrages font l’objet d’un suivi de fréquence annuelle à hebdomadaire et, pour la plupart, de 1980-90 à 2009 ; 33 ouvrages sont cependant suivis de manière occasionnelle (quelques mesures disponibles sur la période 1976-2007) ;

- la piézométrie du réservoir Oligocène est bien connue (119 ouvrages) : 21 ouvrages font l’objet d’un suivi de fréquence trimestrielle à hebdomadaire et, pour la plupart, de 1980 à 2009 ; 98 ouvrages font seulement l’objet d’un suivi « occasionnel » (quelques mesures disponibles sur la période 1976-2008). Les piézomètres les plus intéressants étant relativement bien répartis sur la zone d’étude. le calage du modèle pourra s’appuyer sur toutes ces chroniques par ailleurs utilisées par le modèle régional (MONA).

SAGE Nappes profondes de Gironde - Atlas des zones à risques – phase 2

42 BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire

Les mesures faites dans les ouvrages dont le suivi est occasionnel (seules quelques données disponibles de 1976 à 2007) seront utiles dans les secteurs peu ou pas renseignés (pas de chroniques étoffées).

4.3. MISE EN EVIDENCE DU DENOYAGE

Les chroniques piézométriques de l’Oligocène permettent d’identifier ponctuellement des zones où le réservoir a subi un dénoyage, notamment sur les communes d’Eysines et Saucats (cf. illustrations 3 et 23). Ces zones dénoyées, mises en évidence en phase 1 (cf. rapport BRGM RP-53756-FR) constituent les zones qui doivent être modélisées de façon précise.

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BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire 43

Illustration 21 : Suivi piézométrique des nappes des alluvions de la Garonne et du Miocène.

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44 BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire

Illustration 22 : Suivi piézométrique de la nappe de l’Oligocène.

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BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire 45

Illustration 23 : Piézométrie de la nappe de l’Oligocène et mise en évidence du dénoyage.

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46 BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire

Illustration 24 : Hauteurs d’eau de la Garonne

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BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire 47

5. Débits des cours d’eau

5.1. GARONNE

Il n’existe pas de chroniques couvrant la période 1976-2007 concernant les débits de la Garonne. En revanche, le Service de Prévention des Crues (SPC) de La Rochelle a pu transmettre au BRGM des chroniques de hauteurs d’eau de la Garonne en 3 stations (cf. illustration 24) pour la période 1998-2008 :

- station de Langon situé à l’amont de la zone d’étude ;

- station de Bordeaux situé à l’aval de la zone d’étude ;

- station de Cadillac en position intermédiaire.

Les données brutes ont été rassemblées et leur format uniformisé. Un filtre tenant compte des minima et des maxima quotidiens liés à la marée a ensuite été appliqué afin d’extraire une donnée par jour (moyenne des extrema) et de constituer des chroniques journalières (cf. illustration 24).

La discrétisation temporelle la plus fine du modèle hydrodynamique sera trimestrielle. Les données brutes au droit de ces 3 stations seront donc moyennées à ce pas et utilisées comme paramètre d’entrée du modèle pour restituer au mieux les échanges entre les nappes et la Garonne.

Remarque : On observe un écrêtage des données au droit de la station de Bordeaux. Ce phénomène est lié à l’élargissement progressif du fleuve et à l’influence grandissante de la marée dans la partie aval de la zone d’étude qui limitent la propagation des ondes de crues dans cette direction.

5.2. AFFLUENTS DE LA GARONNE

Les données de débits de ces affluents serviront de paramètres de contrôle des échanges Nappe/rivière. Elles permettront notamment de vérifier que les débordements de la nappe aux droits des zones d’affleurements des nappes sont cohérents avec les débits transitant dans les cours d’eau. L’absence de chroniques sur de longue période sera malgré tout préjudiciable à une restitution fine des échanges nappes-rivière par le modèle.

5.2.1. Quelques données ponctuelles initiales

Les jaugeages réalisés par le passé sur les affluents de la Garonne sont plutôt rares.

Pour la plupart des affluents de la zone d’étude, seules des données ponctuelles ou des chroniques courtes ont pu être collectées auprès de la DIREN (cf. rapport DIREN

SAGE Nappes profondes de Gironde - Atlas des zones à risques – phase 2

48 BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire

en Annexe 1) ou dans la littérature. Le Ciron, affluent majeur de la Garonne sur la zone d’étude, a été toutefois relativement bien suivi : des données de jaugeages annuels, en hautes eaux et en basses eaux, sont disponibles de 1974 à 2002 (cf. Annexe 1).

5.2.2. Nouvelles campagnes de mesures réalisées par la DIREN en 2008 et 2009

Campagnes de jaugeage 2008

Compte tenu des lacunes de données sur le débit des différents cours d’eau en rive gauche de la Garonne, le BRGM a sollicité la DIREN Aquitaine durant l’été 2008 pour que des campagnes de jaugeages soient organisées (illustration 25).

Illustration 25 : Localisation des sections de cours d’eau ayant fait l’objet d’une demande de jaugeage à la DIREN par le BRGM.

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BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire 49

Les jaugeages ont été réalisés durant l’automne 2008 à l’amont et à l’aval des zones d’affleurements du réservoir Oligocène afin d’évaluer les échanges éventuels avec le réseau hydrographique superficiel.

La DIREN a transmis au BRGM un rapport consignant tous les résultats (cf. annexe 1). Un tableau de synthèse est représenté ci-dessous (illustration 26).

Illustration 26 : Résultats des jaugeages réalisés par la DIREN sur les affluents de la Garonne en automne 2008 ; extrait du rapport DIREN en Annexe 1.

Ces résultats permettent de confirmer que le Ciron est l’affluent principal de la Garonne sur la zone d’étude, avec des débits amont et aval en septembre 2008 de l’ordre de 3,2 m3/s. Les autres affluents présentent des débits nettement moins importants et inférieurs à 0,5 m3/s.

En comparant les résultats des jaugeages réalisés à l’amont et l’aval des cours d’eau, la DIREN a pu identifier (cf. Annexe 1) des apports d’eau probables depuis les affleurements oligocènes sur l’Eau Bourde, l’Eau Blanche et le Gât Mort.

A l’inverse, le Saucats, le Ciron et le Beuve semblent faire l’objet de pertes à associer au dénoyage de l’Oligocène.

Cours d’eau Section Date Heure Débit en m³/s Débit en l/s.km²

Hountine amont 18/09/2008 17h40/18h10 0,397 4,9 Eyre amont 18/09/2008 15h40/--h-- 4,88 3,36

Station de Salles 18/09/2008 QMJ 5,45 3,3 aval 18/09/2008 5,55 3,07

Eau Bourde amont 08/10/2008 14h15/--h-- 0,263 2,97 aval 08/10/2008 15h00/--h-- 0,334 3,1

Eau Blanche amont 08/10/2008 11h30/--h-- 0,046 0,84 aval 08/10/2008 10h30/--h-- 0,13 1,85

Saucats amont 24/09/2008 11h30/--h-- 0,101 1,07 aval 24/09/2008 14h35/--h-- 0,067 0,68

Gât Mort amont 24/09/2008 09h30/--h-- 0,087 0,47 aval 24/09/2008 10h30/--h-- 0,133 0,64

Mouliasse amont 18/09/2008 12h00/--h-- 0 Tursan amont 18/09/2008 11h20/--h-- 0,008 0,19

Ciron Station de Préchac 18/09/2008 QMJ 1,97 2,56

Ciron amont 18/09/2008 11h00/--h-- 3,21 2,66 Ciron aval 18/09/2008 13h50/14h45 3,16 2,44 Beuve station de Lados 18/09/2008 QMJ 0,089 1,02 Beuve aval 18/09/2008 0,095 0,66

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50 BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire

Comme mentionné par la DIREN, les résultats sont à interpréter avec prudence et devront être confirmés. Une seconde campagne prévue au cours de l’été 2009 permettra de préciser ces résultats.

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BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire 51

6. Données climatiques

Les données climatiques ont été recueillies à la station de Mérignac de 1976 à 2007. Les données brutes permettent de dresser les bilans annuels et mensuels de la pluviométrie sur la zone d’étude (cf. illustration 27, 28 et 29). Les pluies efficaces (Peff) calculées seront modulées lors de la phase de calage du modèle en fonction de la réserve utile (RU) du sol et de la restitution piézométrique attendue dans chacune des nappes.

Année Pluie (mm) ETP (mm) Peff (RU=100mm) Peff (RU=150mm) 31/12/1976 1018.1 905.1 418 366 31/12/1977 960.4 796.7 252 216 31/12/1978 892.3 838.4 353 347 31/12/1979 1184.9 805.2 548 462 31/12/1980 915.8 692 282 245 31/12/1981 989.9 721.6 444 398 31/12/1982 1157.6 791.8 537 488 31/12/1983 866.6 866.9 240 195 31/12/1984 1193.5 872.6 542 486 31/12/1985 825.3 820.5 257 224 31/12/1986 954.4 843.7 476 415 31/12/1987 788.3 791.5 193 150 31/12/1988 943.1 812.9 387 387 31/12/1989 664.3 942.9 106 61 31/12/1990 906 945.5 323 222 31/12/1991 978.5 883.6 347 298 31/12/1992 1230.6 859.5 474 429 31/12/1993 1092.1 895.2 393 346 31/12/1994 1170.4 938 424 377 31/12/1995 1048 977.6 457 406 31/12/1996 1108.2 955.6 397 347 31/12/1997 1106.3 975.2 394 336 31/12/1998 1011.4 951.4 339 298 31/12/1999 1099.8 931.3 348 300 31/12/2000 1208.6 959.8 521 472 31/12/2001 808.2 991 208 192 31/12/2002 723 945 102 40 31/12/2003 735 1034 223 173 31/12/2004 695 967 119 119 31/12/2005 593 1028 99 30 31/12/2006 821 999 250 230 31/12/2007 989 940 200 170

Illustration 27 : Bilan climatique annuel à la station de Mérignac.

SAGE Nappes profondes de Gironde - Atlas des zones à risques – phase 2

52 BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire

Illustration 28 : Evolution des pluies annuelles et comparaison à la moyenne de 1971 à 2006.

Illustration 29 : Evolution des pluies mensuelles en 2006 et comparaison à la moyenne mensuelle calculée de 1971 à 2006.

Pluies annuelles 1971-2006 et moyennePoste de Mérignac

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1971

1972

1973

1974

1975

1976

1977

1978

1979

1980

1981

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

mm

Pluies mensuelles 2006 et moyennes (1971- 2006)Poste de Mérignac

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre

mm

2006Moyenne

SAGE Nappes profondes de Gironde - Atlas des zones à risques – phase 2

BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire 53

7. Approche qualitative

Dans la première phase de l’étude de l’Atlas des Zones à Risques, un inventaire des effets potentiels du dénoyage sur la qualité de l’eau avait été dressé :

- La chute du débit d’un cours d’eau, liée à une diminution de l’alimentation par des eaux souterraines de bonne qualité, peut avoir pour conséquence directe une dégradation de la qualité de l’eau. C’est en particulier le cas quand le débit n’est plus suffisant pour assurer une bonne dilution de certains effluents (cas des rejets de station d’épuration par exemple).

- L’inversion des sens d’écoulement et l’augmentation des phénomènes de drainance au sein du réservoir peuvent conduire à la contamination de l’aquifère par des eaux de moins bonne qualité en provenance de la surface et/ou des réservoirs sus-jacents accroissant de ce fait la vulnérabilité de l’aquifère aux pollutions. De la même façon, l’augmentation des phénomènes de drainance peut entraîner le lessivage d’éléments minéraux naturels indésirables en provenance des épontes (chlorures, sulfates….).

- La désaturation partielle du réservoir accompagnant un dénoyage local (au droit d’un forage en pompage), ou plus généralisé, aura pour effet de modifier les équilibres physico-chimiques au sein de la nappe. Parmi les phénomènes susceptibles de se produire suite à un dénoyage et pouvant altérer la qualité de l’eau, on citera les phénomènes d’oxydation (par exemple du fer présent dans l’aquifère oligocène), de développement bactérien ou l’arrêt de la dénitrification.

Afin de mettre en évidence l’influence éventuelle du dénoyage du réservoir Oligocène sur la qualité des eaux souterraines, une analyse des données chimiques disponibles a été menée sur les paramètres jugés les plus pertinents :

- Conductivité : Le passage de la nappe de l’état captif à l’état libre peut s’accompagner d’une infiltration d’eaux superficielles minéralisées et ainsi conduire à une augmentation de ce paramètre ;

- Nitrates : D’une part, le dénoyage engendre une oxygénation du milieu qui inhibe l’activité des bactéries intervenant dans la dénitrification ; d’autre part, des eaux nitratées sont susceptibles de s’infiltrer vers la nappe devenue libre d’où un accroissement possible des teneurs;

- Fer : L’oxygénation du milieu engendre des réactions d’oxydo-réduction et la précipitation des oxy-hydroxydes de fer.

SAGE Nappes profondes de Gironde - Atlas des zones à risques – phase 2

54 BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire

Deux démarches ont été adoptées :

- la première pour étudier les analyses chimiques relatives aux qualitomètres situés dans les zones identifiées comme ayant subi un dénoyage entre 1980 à 2004 ;

- la seconde pour étudier la répartition spatiale des teneurs à une date t sur la soixantaine de qualitomètres de la zone d’étude.

Il convient de noter que le nombre de qualitomètres présents dans les zones dénoyées entre 1980 et 2004 est faible (5 qualitomètres recensés dont 1 sur la commune de Saucats dans la zone dénoyée majeure et 4 sur la commune de Mérignac dans la zone dénoyée mineure) (cf. illustration 30).

Illustration 30 : Localisation des qualitomètres sur la zone d’étude.

08035X0360/F2 ;Foret 1, commune d’Eysines

08035X0015/F2 ; Capeyron, commune

de Mérignac

08035X0337/F1 ; Parc, commune

de Mérignac

08035X0442/F2 ; Foret 3 (1BIS), commune d’Eysines

08276X0090/F ; Min-Lagus, commune de

Saucats

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BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire 55

7.1. CONDUCTIVITE

7.1.1. Evolution des conductivités dans les zones dénoyées du réservoir Oligocène

Les chroniques de conductivité représentées sur l’illustration 31 permettent d’identifier une possible corrélation entre le dénoyage du réservoir et l’augmentation de ce paramètre : on observe en effet une augmentation des valeurs pour les qualitomètres 08276X0090, 08035X0337 et 08035X0015 qui ont subi un dénoyage du toit de l’aquifère entre 1980 et 2004.

Les données disponibles pour les 2 autres ouvrages (08035X0442 et 08035X00360) ne sont, quant à elles, pas assez nombreuses pour que des tendances puissent être mises en évidence.

7.1.2. Analyse spatiale des conductivités mesurées en 2006

Illustration 31 : Mesures de la conductivité en 2006.

SAGE Nappes profondes de Gironde - Atlas des zones à risques – phase 2

56 BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire

L’analyse spatiale des conductivités mesurées au cours de l’année 2006 (cf. illustration 32) permet d’identifier deux types d’eau :

- des eaux présentant des conductivités inférieures à 600 µS/cm et prélevées dans la partie Ouest de la zone d’étude (secteur où la nappe est captive);

- des eaux présentant des conductivités plutôt supérieures à 600 µS/cm et prélevées soit dans les zones dénoyées entre 1980 et 2004, soit dans la partie libre de l’aquifère.

Cette première analyse semble mettre en évidence une corrélation entre les valeurs de conductivité et l’état de la nappe avec des zones captives présentant des conductivités faibles et des zones dénoyées ou « libres » présentant des conductivités plus importantes.

L’infiltration d’eaux de surface plus minéralisées ou des transferts d’eau en provenance des réservoirs sus-jacents peuvent être à l’origine des différences spatiales et des évolutions temporelles observées. Cette hypothèse mérite cependant d’être confirmée avec davantage de données dans la mesure où les facteurs pouvant être à l’origine d’une variation de la conductivité sont nombreux.

7.2. NITRATES

7.2.1. Evolution des concentrations en nitrates dans les zones dénoyées du réservoir Oligocène

Aucune tendance ne peut être déterminée sur les graphes d’évolution représentés sur l’illustration 33.

SAGE Nappes profondes de Gironde - Atlas des zones à risques – phase 2

BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire 57

Illustration 32 : Evolution des conductivités dans les zones dénoyées.

08276X0090/F Conductivité (microSiemens /cm)

300

320

340

360

380

400

420

11/08

/1987

07/05

/1990

31/01

/1993

28/10

/1995

24/07

/1998

19/04

/2001

14/01

/2004

10/10

/2006

06/07

/2009

Conductivité (microSiemens /cm) Linéaire (Conductivité (microSiemens /cm))

08035X0337/F Conductivité (microSiemens /cm)

360

370

380

390

400

410

420

430

11/08

/1987

07/05

/1990

31/01

/1993

28/10

/1995

24/07

/1998

19/04

/2001

14/01

/2004

10/10

/2006

06/07

/2009

Conductivité (microSiemens /cm) Linéaire (Conductivité (microSiemens /cm))

08035X0015/F Conductivité (microSiemens /cm)

370

380

390

400

410

420

430

440

07/05

/1990

31/01

/1993

28/10

/1995

24/07

/1998

19/04

/2001

14/01

/2004

10/10

/2006

06/07

/2009

Conductivité (microSiemens /cm) Linéaire (Conductivité (microSiemens /cm))

08035X0360/F Conductivité (microSiemens /cm)

530

540

550

560

570

580

590

11/03

/1997

24/07

/1998

06/12

/1999

19/04

/2001

01/09

/2002

14/01

/2004

28/05

/2005

10/10

/2006

22/02

/2008

Conductivité (microSiemens /cm)

08035X0442/F Conductivité (microSiemens /cm)

480

500

520

540

560

580

600

11/03

/1997

24/07

/1998

06/12

/1999

19/04

/2001

01/09

/2002

14/01

/2004

28/05

/2005

10/10

/2006

22/02

/2008

Conductivité (microSiemens /cm)

SAGE Nappes profondes de Gironde - Atlas des zones à risques – phase 2

58 BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire

Illustration 33 : Evolution des concentrations en nitrates dans les zones dénoyées.

08035X0015/F - Nitrates (mg/L)

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

18/02

/1982

14/11

/1984

11/08

/1987

07/05

/1990

31/01

/1993

28/10

/1995

24/07

/1998

19/04

/2001

14/01

/2004

10/10

/2006

06/07

/2009

Nitrates (mg/L)

08035X0337/F - Nitrates (mg/L)

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

11/08

/1987

07/05

/1990

31/01

/1993

28/10

/1995

24/07

/1998

19/04

/2001

14/01

/2004

10/10

/2006

Nitrates (mg/L)

08276X0090/F - Nitrates (mg/L)

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

29/03

/1986

11/08

/1987

23/12

/1988

07/05

/1990

19/09

/1991

31/01

/1993

15/06

/1994

28/10

/1995

11/03

/1997

24/07

/1998

Nitrates (mg/L)

08035X0442/F - Nitrates (mg/L)

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

08/03

/1971

28/08

/1976

18/02

/1982

11/08

/1987

31/01

/1993

24/07

/1998

14/01

/2004

Nitrates (mg/L)

08035X0360/F - Nitrates (mg/L)

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

11/06

/1968

02/12

/1973

25/05

/1979

14/11

/1984

07/05

/1990

28/10

/1995

19/04

/2001

10/10

/2006

Nitrates (mg/L)

SAGE Nappes profondes de Gironde - Atlas des zones à risques – phase 2

BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire 59

7.2.2. Analyse spatiale des concentrations en nitrates mesurées en 2006

Illustration 34 : Teneurs en nitrates mesurées en 2006.

L’examen de l’illustration 34 ne permet pas d’identifier de corrélation nette entre les teneurs en nitrates et l’état de la nappe. On note tout au plus une légère tendance à l’augmentation des teneurs vers l’ouest, secteur où l’aquifère oligocène est libre.

A l’avenir, l’analyse des concentrations pourrait être menée de façon saisonnière et en tenant compte de l’occupation du sol. Cela nécessiterait un suivi plus régulier des eaux souterraines mais permettrait éventuellement de visualiser l’impact de l’épandage d’engrais sur l’aquifère.

SAGE Nappes profondes de Gironde - Atlas des zones à risques – phase 2

60 BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire

7.3. FER

7.3.1. Evolution des teneurs en fer dissous dans les zones dénoyées du réservoir Oligocène

Aucune tendance d’évolution ne peut être identifiée sur les graphes de l’illustration 35.

7.3.2. Analyse spatiale des concentrations en fer mesurées en 2006

Illustration 35 : Teneurs en fer mesurées en 2006.

L’illustration 36 met en évidence 2 zones :

- une première située à l’ouest d’une ligne Léognan/Saucats (teneurs inférieures à 10 microgrammes/L en lien probable avec la nature captive de l’aquifère),

- une seconde située entre les communes de Pessac, Gradignan et Saint-Jean-d’Illac (teneurs supérieures à 100 microgrammes/L en lien probable avec la géologie locale ou des problèmes particuliers car l’aquifère est captif dans ce secteur).

SAGE Nappes profondes de Gironde - Atlas des zones à risques – phase 2

BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire 61

Illustration 36 : Evolution des teneurs en fer dans les zones dénoyées.

08035X0015/F - Fer (mg/L)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

18/02

/1982

14/11

/1984

11/08

/1987

07/05

/1990

31/01

/1993

28/10

/1995

24/07

/1998

19/04

/2001

14/01

/2004

10/10

/2006

06/07

/2009

Nitrates (mg/L)

08035X0337/F - Fer (mg/L)

0

100

200

300

400

500

600

11/08

/1987

07/05

/1990

31/01

/1993

28/10

/1995

24/07

/1998

19/04

/2001

14/01

/2004

10/10

/2006

06/07

/2009

Nitrates (mg/L)

08035X0442/F - Fer (mg/L)

0

100

200

300

400

500

600

08/03

/1971

28/08

/1976

18/02

/1982

11/08

/1987

31/01

/1993

24/07

/1998

14/01

/2004

06/07

/2009

Nitrates (mg/L)

08035X0360/F - Fer (mg/L)

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11/06

/1968

02/12

/1973

25/05

/1979

14/11

/1984

07/05

/1990

28/10

/1995

19/04

/2001

10/10

/2006

01/04

/2012

Nitrates (mg/L)

08276X0090/F - Fer (mg/L)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

28/08

/1976

18/02

/1982

11/08

/1987

31/01

/1993

24/07

/1998

14/01

/2004

06/07

/2009

Nitrates (mg/L)

SAGE Nappes profondes de Gironde - Atlas des zones à risques – phase 2

BRGM/RP-57353-FR – Rapport intermédiaire 63

8. Conclusion

A l’issue du travail réalisé, un modèle géologique multicouche 3D (aquifères et aquitards qui les séparent) de la zone d’étude a été construit au pas de 100 m à partir des données géologiques disponibles au BRGM et dans la littérature récente.

Le modèle compte 6 couches dont 3 aquifères : les calcaires à astéries de l’Oligocène, les grès et faluns du Miocène et les alluvions de la Garonne. Un grand soin a été apporté à la prise en compte de la composante tectonique (faille majeure de Bordeaux et réseau de failles mineures afférent) qui a largement affecté le réservoir oligocène. De plus, l’analyse fine des zones d’affleurements de cet aquifère et la prise en compte des zones de contact avec les alluvions de la Garonne, devrait permettre une restitution fine des écoulements de la nappe. Les cartographies de toits, de murs et d’épaisseur des formations modélisées ainsi que des coupes sériées réalisées dans la géométrie du modèle seront présentées dans le rapport final.

Les données spatio-temporelles ont été, dans la mesure du possible, recueillies sur une trentaine d’années de 1976 à 2007 (période retenue pour le calage du modèle en régime transitoire).

L’inventaire des données de prélèvements relatif aux nappes modélisées est quasi-exhaustif pour la plupart des usages (AEP, Eau Industrielle, Eau Agricole,…), excepté l’usage individuel. Compte tenu de la facilité de mobilisation des nappes et notamment celle de l’Oligocène dans sa partie libre, proche de la Garonne, les volumes prélevés cumulés associés à cet usage sont susceptible d’avoir un impact non négligeable sur le bilan quantitatif des nappes. Les prélèvements dans la nappe de l’Oligocène représentent 41,5 millions de m3 (source 2006) contre 8 millions de m3 dans celle du Miocène et environ 0,3 millions de m3 dans les alluvions de la Garonne.

La piézométrie du réservoir Oligocène est bien connue (119 points d’observation sur la zone d’étude). Le calage de la piézométrie calculée par le modèle pourra s’appuyer sur ces nombreuses données disponibles. La piézométrie de la nappe Miocène est relativement bien connue (42 points d’observation). Les alluvions de la Garonne font l’objet d’un suivi piézométrique plus faible (5 points d’observation). Le calage de la piézométrie des alluvions devra donc s’appuyer principalement sur les cartes piézométriques de références issues de la littérature.

Les données de hauteurs d’eau de la Garonne aux stations de Langon en amont, Bordeaux en aval et Cadillac en position intermédiaire ont été recueillies sur la période 1998-2008. Les données brutes ont été filtrées pour en extraire des chroniques journalières qui seront ensuite moyennées au pas de temps trimestriel (pas de temps du fonctionnement du modèle). Concernant les affluents de la Garonne, des données de débits ponctuels ont été recueillies et des campagnes de jaugeages organisées en collaboration avec la DIREN Aquitaine. En comparant les résultats des jaugeages réalisés à l’amont et l’aval des cours d’eau, la DIREN a pu identifier des

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apports d’eau probables depuis les affleurements oligocènes sur l’Eau Bourde, l’Eau Blanche et le Gât Mort. A l’inverse, le Saucats, le Ciron et le Beuve semblent faire l’objet de pertes à associer au dénoyage de l’Oligocène. Tous ces résultats devront néanmoins être confirmés au cours d’une seconde campagne qui se déroulera durant l’été 2009. Ces données serviront de paramètres de contrôle des échanges entre la nappe de l’Oligocène et les cours d’eau.

Les données climatiques ont été collectées à la station de Mérignac. Les pluies efficaces calculées seront modulées au cours de la phase de calage du modèle en fonction de la réserve utile du sol et, de la recharge calculée en régime permanent.

Enfin, l’analyse qualitative menée sur les eaux de l’Oligocène a permis de mettre en évidence des tendances d’évolution de certains paramètres avec le dénoyage. Le dénoyage du réservoir favorisant l’infiltration d’eaux superficielles davantage minéralisées et l’arrêt de la dénitrification pourrait être un des facteurs de l’augmentation de la conductivité et des concentrations en Nitrates. Cependant, un suivi plus régulier des eaux des zones dénoyées serait nécessaire pour confirmer ces tendances.

L’ensemble de ces données sert actuellement à l’élaboration du modèle hydrodynamique.

Une fois le calage du modèle effectué, celui-ci sera utilisé pour réaliser des simulations prospectives à court et moyen terme. Les scénarii seront établis en concertation avec le SMEGREG (secrétaire technique de la CLE). Parallèlement, un réseau de suivi et de contrôle opérationnel sera proposé.

L’objectif sera de fournir les éléments techniques qui permettront aux différents acteurs de la Commission Locale de L’eau d’arrêter le plan de gestion de la nappe et notamment les piézométries de crise et/ou d’objectifs sur les ouvrages du réseau de suivi et de contrôle opérationnel.

La démarche sera progressive et itérative entre le BRGM, le SMEGREG et les différents acteurs techniques de la Commission Locale de L’Eau afin de s’assurer que l’ensemble des hypothèses (climatiques, d’exploitation…) retenues par la CLE soient bien prises en compte dans les simulations réalisées par le BRGM. Des échanges entre les différents acteurs pourront amener à la révision de certains scénarii ou à la prise en compte de nouveaux éléments.

Le rapport final de l’étude présentant les résultats des différentes simulations sera remis par le BRGM à la CLE fin 2009.

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Annexe 1

Campagnes de jaugeages isolés 2008 en Gironde en relation avec les affleurements du

plio-quaternaire et de l’Oligocène »

DIREN AQUITAINE

Centre scientifique et technique

3, avenue Claude-Guillemin BP 36009

45060 – Orléans Cedex 2 – France Tél. : 02 38 64 34 34

Service géologique régional Aquitaine Parc Technologique Europarc 24, avenue Léonard de Vinci 33600 - Pessac - France Tél. : 05 57 26 52 70