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SERVICE DES VOIES NAVIGABLES
DU N O R D ET DU PAS-DE-CALAIS
ÉTUDE HYDROGÊOLOGIQUEDES WATERINGUES
(Période de drainage)
Etudes complémentaires
•
SOGREAH R. 1O284 BRGM 69 SGI- 29O NPA
BURGEAP - R. ASO
Novembre 1969
ßURGEA PBUREAU D'ETUDES DE GEOLOGIE APPLIQUEEET D ' H Y D R O L O G I E S O U T E R R A I N E
O i l : . J t i n A R C H A M H A l L r - ( S , l u t F e i r t n t l - N t U l L L Ï - i u r - S i i n e - M A l l l o t 4 Q - Ü S t3.t3o.MA
SERVICE DES VOIES NAVIGABLES
DU NORD ET DU PAS-DE-CALAIS.
ETUDE HYDROGEOLOGIQUE DES WATERINSJES
(Période de Drainage)
Etudes complémentaires.
SOGREAH R. 10.284 B.R.G.h. 69 S.G.L. 290 N.P.A.
BURGEAP R. 480
Novembre 1969.
SOMMAIRE
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : DONNEES NOUVELLES
CHAPITRE I - DONNEES NOUVELLES RELATIVES AUJ FONCTIONNEMENT HYDRAULIQUE
DE LA NAPPE.
Page 2
Page 4
1 . - Mesure des paramètres hydrauliques - Essai de pompage ,
2.- Répartition verticale des salinités
1°) - Rappel du déroulemenlt des travaux
2°) - Définition préliminaarra de l'interface
eau douce - eau salée..
3°) - Méthode et résultats Us l'étalonnage de la
géophysique.
4°) - Conclusions- concernant la méthodalogie d'observation
Page 8
Page 13
3. - Conditions d'alimentation de la nappe en bordure de mer
1°) - Implantation des piézimètres littoraux
2°) - Résultats des mesures
3°) - Interprétation des meaires
4°) - Conclusions
5°) - Calcul du débit d'eau salée entrant
4. - Fluctuations de la nappe et de sa salinité
1°) - Elargissement du réseaj d'observation
2°) - Fluctuations de la nappe
3°) - Choix d'une méthode d"êtude des fluctuations
./.
II.
CHAPITRE II - CALCUL DU DEBIT D'EAU DRAINE PAR LE CANAL PROJETE
Page 15 - 1.- Introduction
Page 16 - 2.- Principe de l'étude
1°) - Schéma d'écoulement.
2°) - Principe du calcul des écoulements.
Page 25 - 3.- Calculs numériques
1°) - Ecoulement d'eau salée dans la zone des dunes.
2°) - Calcul de l'écoulement d'eau salée entre la
zone des dunes et la zone du canal.
3°) - Calcul de l'écoulement dans la zone du canal.
4°) - Résultats d'ensemble.
Page 29 - 4.- Conclusion
ANNEXES A LA PREMIERE PARTIE :
ANNEXE 1 - ESSAI DE POMPAGE D'DFFEKERQUE
- Interprétation par la méthode de THEIS
- Résultats des mesures de salinité
ANNEXE 2 - INTERPRETATION DU POMPAGE D'ESSAI DU BISUEL A OFFEKERQUE (PAS-
DE-CALAIS. }
- Interprétation par la méthode de Dagan
ANNEXE 3 - CAROTTAGES ELECTRIQUES
ANNEXE 4 - FLUTES DE PAN
III.
DEUXIEME PARTIE : NOTE DE SYNTHESE SUR LE PROBLEME DU DEGAGEMENT DE NOUVELLES
===== RESSOURCES EN EAU DANS LES WATERINGUES.
Page 54 - 1.- DEFINITION ET CADRE DU PROBLEME
Page 55 - 2.- CONNAISSANCE HYDROGEOLOGIQUE DE BASE : BILAN DES
RESULTATS
A - DONNEES ACQUISES
1") - Géologie
2") - Piézométrie
3°) - Paramètres hydrauliques
4°) - Salinités de la nappe et des eaux de surface
5°) - Alimentation de la nappe
B°) - Fluctuations de la nappe
7°) - Méthodes d'investigation
B - DONNEES A OBTENIR
1") - Données climatologiques et hydrologiques
2°) - Etude de la piézométrie et de l'interface
à l'échelle de la parcelle.
Page 61 - 3.- APPROCHE DU PROBLEME DE L'IRRIGATION
1°) - Répartition du dispositif d'observation
2°) - Approche par phases
Page 63 - 4.- OPERATIONS A REALISER
INTRODUCTION
Ce second rapport sur 1 'hydrogéologie des Wateringues fait suite
à celui de Mars 1969 (1).
On sait que l'étude des Wateringues a deux objectifs distincts :
- déterminer l'influence sur la nappe du creusement d'un canal
traversant la plaine de Coppenaxfort à Calais et en particulier le débit
d'eau salée drainée par ce canal.
- évaluer les besoins en eau d'irrigation des Wateringues, de fa¬
çon à déterminer les débits qu'il serait possible de détourner de l'irriga¬
tion pour l'urbanisation et l'industrialisation du secteur cotier entre
Calais et DunKerque.
La première partie de ce second rapport apporte des données de
base complémentaires sur le fonctionnement de la nappe (Chapitre I) et une
première estimation des débits de sel drainés par le canal littoral projeté
[Chapitre II, rédigé par la SOGREAH à la suite d'une étude sur modèle mathé¬
matique). De façon a ne pas alourdir l'exposé, on a reporté en annexes la
description des diverses méthodes employées, et leurs résultats bruts.
La seconde partie s'attache à la synthèse de toutes les données
acquises et tente de définir concrètement les voies d'approche du problème
du dégagement de nouvelles ressources en eau dans les Wateringues.
(1) Rapport BURGEAP R. 477 - B.R.G.M. 1969 SGL 103 NPA
PREMIERE PARTIE
DONNEES NOUVELLES
CHAPITRE I
DONNEES NOUVELLES RELATIVES AU FONCTIONNEMENT
HYDRAULIQUE DE LA NAPPE
1.- MESURE DES PARAMETRES HYDRAULIQUES - ESSAI DE POMPAGE
L'essai de pompage avait notamment pour objectif de fournir des
valeurs de perméabilité, verticale et horizontale, et de coefficient d'en-
magasinement pour la construction du modèle mathématique du canal. Le sec¬
teur d'OffeKerque qui est situé sur l'axe Nord-Sud passant par les Huttes
d'Oye, pris comme référence dans le modèle, a été retenu pour l'implanta¬
tion de ce pompage.
Deux interprétations distinctes de l'essai ont été réalisées,
l'une par la méthode classique de THEIS (cf annexe n° 1) l'autre par la
méthode récemment mise au point par DAGAN (cf rapport BRGM, annexe n° 2).
Cette dernière permet d'évaluer 1 'anisotropie verticale si, comme c'est
le cas, des piézomètres ont été implantés à des profondeurs différentes.
Les deux interprétations,, développées dans les annexes 1 et 2,
sont illustrées par les planches 1 à 5.
Les résultats sont les suivants :
. THEIS 10"^ Í T(m2/s) ^ 3,5.10"^
7.10'^ $ K(m /s) ^ 2.10"^
10"^ $ S $ 2.10~^
-3
. DAGAN T moyen : 3,5.10 m2/s
-4Kh moyen : 2.10 m/s
Kh
Kv20
3S moyen : 5.10
- 3
Le fait que les secondes valeurs de transmissivité et perméabi¬
lité soient légèrement supérieures aux premières, provient probablement
de ce que la méthode de DAGAN interprète la partie finale de la descente
durant laquelle les phénomènes de réalimentation par drainance ont joué.
Les valeurs citées ci-dessus se réfèrent aux mesures faites sur
les piézomètres profonds. La prise en compte des résultats obtenus sur les
piézomètres peu profonds indique qu'il existe dans la partie supérieure de
l'aquifère, des terrains à coefficient d'anmagasinement nettement supérieur
(de l'ordre de 1 à 3.10~2]. C-'est là une nàse en évidence de l'hétérogénéité
des terrains, due à 1 'intercalation de niveaux argileux. En pompage la par¬
tie supérieure de la nappe est libre tandis que la partie inférieure reste
légèrement captive.
Les caractéristiques essentielles des terrains mises en évidence
par l'essai de pompage sont donc les suivantes :
- perméabilité relativement élevée pour des sables,
- anisotropie verticale importante.
Ces conclusions ne peuVent être étendues à l'ensemble des Wateringues
sans vérifications supplémentaires.
- 4
2.- REPARTITION VERTICALE DES SALINITES
1°) - Rappel du déroulement des travaux.
Une premiere approche du problème avait été obtenue par la
campagne de sondages électriques réalisées par CGG en Novembre 1968; les
résultats sont synthétisés par la planche C du premier rapport.
Quatre carottages électriques ont ensuite été effectués
par le BRGM, aux points X 22, W 42, X 14, et X 36, dans le but d'étalon¬
ner les mesures de sondages électriques (cf annexe n° 3}.
Par ailleurs, quatre flûtes de Pan (groupes de cinq pié¬
zomètres de longueur variant de 3 à 1 5 m et alignés sur une longueur de
10 - 12m) devaient être implantées aux points de carottages électriques
pour relier les résultats de ces derniers, à des mesures directes de sa¬
linité. En fait, seule la flûte de Pan du X 22 a été installée (Cf annexe
n° 4 et pi. Bj (1).
Des observations supplémentaires de la structure des sali-
,nités ont été effectuées au conductivimètre sur le forage entièrement cré¬
pine d'OffeKerque.
2°) - Définition préliminaire de l'interface eau douce - eau salée.
La notion d'interface telle qu'elle a été utilisée dans la
littérature, fait référence à la limite de séparation entre deux fluides
non miscibles. Dans le cas de fluides miscibles, par exemple eau douce et
eau salée, elle demande à être précisée, car le passage d'un fluide à l'au¬
tre s'effectue alors au travers d'une zone de transition d'épaisseur non
négligeable.
(1) En prévision d'études de détail ultérieures, une parcelle limitée par
quatre Watergangs au Nord de Guemps, a été retenue comme "Casier" expéri¬
mental, en raison des facilités d'accès accordées par le propriétaire. Une
deuxième flûte de Pan a été implantée sur ce casier, dans la cour de la
ferme Maubert-Sennicourt.
Diverses mesures, exposées daeiis les annexes 1, 3, 4 et les
planches 4, 7 et 8 ont montré que, dans les Wëiteringues il existe toujours
une zone superficielle à faible salinité Í0 â 1 g/1 de Na Cl, rarement plus
de 1 g/1) et qu'en dessous de cette zone, le gradient de salinité augmente
très rapidement. Pour cette raison, nous acfeîpterons la teneur Na Cl ii» 1 g/1
comme définition de l'interface. Cette interface correspond au sommet de la
zone de transition. En pratique quelques 20 ou 30 centimètres peuvent séparer
le tracé de l'interface de la cote réelle de séparation entre les eaux à moins
de 1 g/l de Na Cl équivalent, et celles à plus de 1 g/1.
3°) - Méthode et résultats de l'étalonnage de la Géophysique
(cf annexes nos 3 et 4).
Les carottages électriques et la flûte de Pan du X 22 avaient
pour objectif d'étalonner les résultats de la campagne de sondages électri¬
ques, c'est-à-dire :
- de déterminer le degré de validité de la position de l'in¬
terface fournie par les sondages électriques ¡[planches 1, 2 et C du premier
rapport) .
- de mesurer la salinité de l''eau des terrains, soit direc¬
tement, soit par l'intermédiaire de la résistivité vraie.
A cet effet, on a suivi un cheminement en trois étapes.
1§RE_ETAPE_:_CH0IX_DU_C0NDUCTiyiMETRE_P0UR_LA_M^
Le conductivimètre étant d'un manienent simple, on a d'abord vé¬
rifié qu'il était possible d'obtenir une bonnE approximation de la salinité
de l'eau des terrains au niveau de la crépine en effectuant des mesures de
conductivité dans un piézomètre crépine à sa díase, après vidange complète du
piézomètre.
A cet effet on a comparé de telles mesures :
- aux mesures, par dosage, d'échantillons obtenus dans le même
piézomètre, après vidange.
- aux mesures effectuées au conductivimètre, dans un piézomètre
voisin entièrement crépine jusqu'au substratum., et ceci à une profondeur
égale à celle de la crépine du premier piézomçtre.
Ces comparaisons présentent une tonne cohérence des résultats,
à quelques pourcents près.
L'utilisation du conductivimètre dans les flûtes de Pan, après
vidange, est donc parfaitement justifiée.
?§!!'§_ ËTÔPE_ :_ ETAL0NNAGE_ DES_RESULTATS_ DE_CA
DES SALINITES OBTENUES AU CONDUCTIVIMETRE.
Au point X 22, on peut donc comparer les résultats du carottage
électrique à ceux obtenus sur la flûte de Pan avec le conductivimètre.
On a reporté sur les trois graphiques de carottage (pseudo-normale,
mono-électrode et latérale] les valeurs de résistivité mesurées à diverses
profondeurs dans la flûte de Pan, en les multipliant par un facteur de for¬
mation (5 pour la pseudo-normale, 7 pour les autres) de façon à essayer
de faire coïncider les courbes (cf planche n° 7).
On voit que seule la pseudo-normale fournit une très bonne coïn¬
cidence, coïncidence qui pourrait être encore améliorée si l'on possédait
des valeurs précises du coefficient de formation sur toute la hauteur de
l'aquifère.
Il n'en demeure pas moins que la cotuirbe pseudo-normale du ca¬
rottage électrique fournit une bonne image de la distribution verticale
des salinités, utilisable pour l'étalonnage des sondages électriques.
3EME_.ETAPE_:_ETAL0NNAGE_DES_RESULTATS_DE_S0ND^
CARDTTAGES_ELECTRigUES.
On a ensuite comparé les résultats dies carottages électriques
(courbe pseudo-normale) à ceux des sondages électriques correspondants.
On constate que la position de l'interface qui avait été dé¬
terminée d'après les sondages électriques (cf. planche C du 1 er rapport)
correspond à la limite supérieure de la zone die transition, donc grossiè¬
rement à l'interface eau douce - eau saumâtr® telle qu'elle a été définie
plus haut.
7 -
- qu'il existe une zone de transition d'épaisseur importante
(5 - 10 m) pouvant s'étendre sur la moitié de l'épaisseur totale de
l'aquifère. On est donc très loin d'une structure théorique à interface
eau douce - eau salée franche.
- qu'il existe un fort gradient vertical de salinité dans la
zone de transition. L'eau superficielle est douce ou très légèrement
salée (rarement plus de 2 grammme de Na Cl équivalent), l'eau inférieure
présente une salinité proche de celle de l'eau de mer.
4°) - Conclusions concernant la méthodologie d'observation.
Plusieurs méthodes ont donc été testées concernant l'ob¬
servation de la répartition verticale des salinités.
- le sondage électrique permet de fixer, avec une incer¬
titude de 1 à 2 mètres, la limite supérieure de la zone de transition.
- le carottage électrique, et surtout l'enregistrement de
la sonde pseudo-normale, en forage crépine à plus de 30 % de vides, per¬
met de fixer de plus la limité inférieure de la zone de transition. Mais,
sans la connaissance des facteurs de formation, il est impossible de cal¬
culer la valeur des salinités vraies à partir des données de réslstivités.
- la flûte de Pan fournit ces valeurs de salinité vraie,
mais en quelques points seulement le long d'une verticale. Après vidange
d'un volume double de celui du piézomètre, on peut y faire des mesures,
soit au conductivimètre, soit par dosage d'échantillon.
- il semble que le meilleur moyen de contrôle systématique
de la salinité de la nappe serait un réseau de piézomètre de gros diamètre
(de l'ordre de 10 cm) forés jusqu'aux argiles et entièrement crépines, dans
lesquels on effectuerait les mesures de salinité au conductivimètre. Les
mesures ainsi réalisées jusqu'à ce jour coïncident avec celles des flûtes
de Pan. Il faudrait cependant vérifier que. lorsqu'au cours du temps la
répartition verticale des salinités de l'eau des terrains évolue, celle de
l'eau du piézomètre entièrement crépine suit la même évolution, sans retard
trop important.
3.- CONDITIONS D'ALIMENTATION DE LA NAPPE EN BORDURE DE MER.
L'une des questions principales soulevées par le premier rapport
concernait l'origine du sel dans la partie inférieure de la nappe, et la
nature des conditions actuelles sur la limite Nord. L'hypothèse d'une ali¬
mentation directe par la mer paraissait être des plus probables. Afin de
vérifier cette hypothèse on a déterminé la siurface piézométrique, l'inter¬
face et les gradients verticaux en bord de miEr à l'aide de piézomètres
littoraux, forés à des profondeurs différentes, et implantés le long d'un
profil perpendiculaire à la côte.
1°) - Implantation des piézomètres littoraux
Elle est indiquée sur la planche n° 8. Les cotes et pro¬
fondeurs sont données dans le tableau ci-dessous :
Cote NGF du
sommet du
tube.
Pronfondeur
totale (m]
Longueur de
la crépine
(m)
PL 1
3,34
9,15
0,70
PL a
3,76
2,60
2
PL 2
3,57
9,15
0,70
PL b
4,02
2,95
2
PL c
4,86
3,45
2
PL 3
6,04
11,15
0,70
PL d
6,47
4,38
2
PL e
4,80
3,74
2
PL 4
4,13
9,15
0,70
PL f
4,48
3,11
2
Les piézomètres profonds, PL 1, PL 2. PL 3, PL 4, (diamètre
40/49 mm) sont métalliques et crépines sur les 7D derniers centimètres. La
crépine est constituée par deux tubes ajourés concentriques séparés par
une toile de nylon. Ils ont été lancés à l'air dans un avant-trou de 7
à ID m foré à la boue.
Les piézomètres superficiels, (diamètre inférieur 32 mm) PL a,
PL b, PL c, PL d, PL e, PL f, en plastique, ont été mis en place dans
des trous à la tarière. Ils sont crépines et entoilés sur 2 m.
9 -
Afin d'éviter la présence de boue qui peut modifier la résis¬
tivité de l'eau, il a été procédé à des essais de lançage à l'air sur
toute la hauteur de deux piézomètres. L'expérience n'a pas donné de bon
résultat, des remontées de sable importantes se produisant dès l'arrêt
de la compression.
Un dernier essai, satisfaisant, (PL 5) a été fait en battant
la prise de pression à l'intérieur d'un avant trou de 10 mètres foré
à la boue. Les pertes de boue éventuelles n'interviennent plus au niveau
de la zone de mesure et les perturbations dues à l'injection d'air com¬
primé sont éliminées. Cette solution pourra être adoptée dorénavant pour
tous les piézomètres servant à des prises d'échantillons ou à des mesures
de résistivité.
2°) - Résultats des mesures
a) Piézométrie
Deux séries de mesures ont été effectuées à un mois d'in¬
tervalle. Afin de pouvoir être comparées, ces mesures doivent être cor¬
rigées de façon à tenir compte de l'influence de la salinité de l'eau,
donc de sa densité, sur la position des niveaux piézométriques. Dans
ce but on remplace la colonne d'eau salée entre la crépine et la surface
par une colonne d'eau douce de même poids.
Les résultats piézométriques sont fournis dans le tableau
ci-dessous.
Date
22/5
25/6
N.S.
mesuré (NGF]
N.S.
corrigé (NGF]
N.S.
mesuré (NGF]
N.S.
corrigé (NGF]
PL 1
2,66
2,80
2,68
2,90
PL a
2,70
2,73
X
PL 2
2,68
2,89
2,69
2,93
PL b
2,88
2,88
2,85
PL c
3,01
3,01
2,73
PL 3
2,74
2,84
2,65
2,75
PL d
2,84
2,84
X
PL B
2,74
2,74
2,51
PL 4
2.31
2,31
2,62
2,62
PL f
2,97
2,97
2,63
(1)
(1) Les mesures en PL4 et PL f le 22/5 sont visiblement fausses. Cette
erreur a été rectifiée le 25/6.
Le 25/6, presque tous les piézomètres superficiels étaient ensablés.
On ne peut donc tenir compte des mesures correspondantes.
10
b] Salinités
Le tableau ci-dessous présente les valeurs de salinités
(Na Cl g/l] mesurées le 22 Mai, d'une part au nitrate d'argent, sur échan¬
tillons, prélevés par pompage sur les piézomètres, d'autre part au con¬
ductivimètre. in situ. Il est à noter que les mesures au nitrate d'argent
permettent de doser les ions Cl", d'où une première valeur de la teneur en
Na Cl équivalent. En revanche le conductivimètre intègre la résistivité
de tous les sels ionisables, d'où une teneur en Na Cl équivalent supérieure
à la précédente.
Mesures au nitrate
d'argent.
Mesures au conduc¬
tivimètre.
PL 1
31
32
PL a
13
PL 2
32
32
PL b
5,9
PL c
Q.7
PL 3
23
12
PL d
0,2
PL e
0,5
PL 4
0,3
0,6
PI f
0,2
(2]
3°] - Interprétation des mesures
Tous les résultats précédents ont été reportés sur la
planche n° 6 de façon à faire apparaître :
- la surface piézométrique
- l'interface eau douce - eau saumâtre.
On peut, par le calcul, situer l'interface en un point
où l'on connaît
- les cotes H et H du niveau statique dans deux piézo¬
mètres plongeant respectivement au-dessus et au-dessous de l'interface.
- les densités d. et d de l'eau contenue dans chaque
piézomètre.
(2) La sonde du conductivimètre est trop large pour descendre dans les
piézomètres superficiels.
Le prélèvement d'échantillon par pompage (pour la mesure au nitrate] dans lepiézomètre PL 3 qui est dans la zone de transition où les gradients de sali¬nité sont élevés, à eu très probablement pour effet de fausser le résultat
nh"|-pnii 311 r.nnrli ir.-t- -i \/T mp-hrp.
11
La cote X de l'interface est alors fournie par l'équation
X^1 ^ - ^2 ^2
^1 " "2
Malheureusement les couples PL 1 - PL a et PL 2 - PL b
sont entièrement en dessous de l'interface, le couple PL 4 - PL f est
au-dessus. Donc seul le couple PL 3 - PL d pearsuet un tel calcul, et l'on
trouve, au point correspondant : X = - 2 m (IKEF ] .
On est donc amené à placer graphiquement l'interface, en
s 'appuyant sur les valeurs de salinités mesurées directement au fond des
piézomètres.
Ce tracé confirme l'allure générale de l'interface en bord
de mer obtenue par prospection électrique (profil H du premier rapport],
tout en la précisant.
4°) - Conclusions
Les résultats de ces mesures permettent de tirer les conclu¬
sions suivantes :
La nappe salée des Wateringues est actuellement alimentée
par la mer. Il existe effectivement, à l'entrée un "front salé" situé à
environ 2,85 NGF, comme cela avait été supposé dans le premier rapport.
On a vérifié par des mesures un même jour à marée haute et
à marée basse, que cette cote subit très peu l'influence des marées. La
nappe des Wateringues présente partout une cote piézométrique inférieure
à 2,85 NGF, elle reçoit donc continuellement un apport d'eau salée. Seul
le gonflement piézométrique correspond à l'infiltration des pluies dans
les dunes pourrait s'y opposer. Mais, comme l'exprime la loi de GHYBEN
et HERZBERG, ce gonflement d'une quizaine de centimètres ne peut repous¬
ser l'interface qu'à une profondeur de 0,15 x 40 = 6 m. On sait, de plus,
que cette loi donne une profondeur par excès de l'interface.
12
En bordure de mer, 1 'écoulei5ent est essentiellement hori¬
zontal. En effet, les gradients verticaux somt faibles puisqu'on n'observe
que quelques centimètres d'écart entre charges corrigées, dans un piézo¬
mètre superficiel et dans un piézomètre profond implantés au même point.
C'est une hypothèse qui a été utilisée dans la mise au point du modèle
canal.
L'interface présente une pemba vers l'intérieur des terres
de l'ordre de 5 %, donc plus accentuée que .CEElile fournie par le profil H
(1,5 %].
Le "coin" de résistivité intaimédiaire détecté par la géo¬
physique correspond à une zone de salinité istbirmédiaire (6 - 15 g/l de
Na CL] qui existe même au Nord de la dune là au la nappe d'eau douce se
biseaute (au droit des piézomètres PLa et PL tto]].
5°) - Essai de calcul du débit d'eau salée entrant
L'alimentation de la nappe en oau salée, à partir de la
mer, rendue plausible par l'existence d'un froît salé à potentiel élevé
en bord de mer, a été étudiée quantitativement dans la première partie
du calcul du modèle "canal" de la SOGREAH (cf ahapitre II].
Le débit d'eau salée par mètre linéaire s'infiltrant de la
mer sous la zone des dunes a été troiiivé à :
Q m3/s = 0, 064 K (K exprimé en m/s]
-4Soit, pour K = 2.10 m/s
Q /=/ 400 m-^/an/mètre linéaire de front.
Ce résultat est important pour la suite des études. Etendu
de manière judicieuse à toute la ligne côtière à l'aide de mesures sur
d'autres profils de piézomètres littoraux, il devrait permettre en effet
une première évaluation du volume d'eau salée an provenance de. la mer
qui s'infiltre annuellement dans la nappe des Wateringues . Le seul exutoire
actuel étant constitué par les watergangs, un lli lan de l'eau salée éva¬
cuée par ceux-ci permettrait :
13
- de découvrir s'il existe d'autres sources d'alimenta¬
tion en eau salée.
- de compléter le bilan hydraulique général, actuelle¬
ment en cours d'étude.
On notera toutefois qu'il s'agit là d'objectifs théori¬
ques, en effet il est probable que l'évaluation des débits entrant et
sortant sera très approximative et qu'elle ne permettra donc que les rai¬
sonnements sur des ordres de grandeur.
4.- FLUCTUATIONS DE LA NAPPE ET DE SA SALINITE
1°) - Elargissement du réseau d'observation
En Mars 1969 une campagne de relevé de points d'eau a
permis d'élargir en direction du Sud (carte 1/25 DDO GUIÑES 3-4] et de
l'Est (Dunkerque 5 et Cassel 1]. Le réseau d'observation de la nappe
établi en Novembre/Décembre 1968. Au cours de cette campagne 185 nou¬
veaux points d'observation ont été nivelés, dont 75 puits fermiers et
110 points sur watergangs. Il existe donc maintenant dans toute la plaine
des Wateringues des repères cotés sur plus de 500 points, utilisables à
1 'avenir.
2°) - Fluctuations de la nappe
Parallèlement à la campagne d'élargissement du réseau
d'observation, des mesures de salinité et de niveau ont été effectués
en des points déjà relevés en Novembre 1968 (45 puits fermiers et 65
Watergangs] et répartis de manière homogène dans la plaine.
On peut ainsi dresser des cartes de variations :
- de la piézométrie.
- des niveaux dans les watergangs.
- de salinité (puits et watergangs].
14
Mais ces cartes ne permettent de tirer aucune conclu¬
sion générale relative aux fluctuations de piézométrie et de salinité
de la nappe.
Tout au plus peut-on y noter ]i"influence des grands
axes drainants (Aa, rivière d'Oye, Canal de iterck] qui jouent un rôle
de stabilisation des niveaux.
On ne note aucune corrélation -fFranche entre les diverses
grandeurs variables : niveau et salinité de la nappe, niveau d'eau et
salinité dans les Watergangs.
Cette absence de corrélation ra doit d'ailleurs pas sur¬
prendre. En effet, en ce qui concerne la piézorrétrie de la nappe, on a
pu observer des variations à l'échelle de la j-eurnée très importantes.
C'est ainsi qu'à Offekerque sur la flûte de Pan du X 22 on a noté jusqu'à
60 centimètres de remontée après une journée entière de pluie ; ces 60
centimètres ont d'ailleurs été résorbés en une nuit par le drainage du
réseau des watergangs. Par ailleurs, des observations sur trois watergangs
ont montré que leur débit pouvait varier du sinple au double au cours
d'une journée. Il y a donc très peu de chance -¿'arriver à établir des
corrélations au moyen de campagnes de relevés .saisonnières, d'autant
que ces campagnes durent elles-mêmes 3 à 4 semaines.
3° ] - Choix d'une méthode d'étude de^ fluctuations
Des levés mensuels ou mêmes hatdomadaires donneraient seuls
une image fausse en régime de la nappe ; ils d être couplés à des
enregistrements limnigraphiques en quelques points de la plaine. L'ensemble
du dispositif permettra de faire le départ entre les fluctuations saisonniè¬
res et d'autres fluctuations, sans doute du mène ordre de grandeur, qui ne
sont notables qu'à l'échelle de la journée ou de l'orage.
La remarque vaut, pour toutes les autres mesures : débits,
salinité des eaux de surface, salinité des eaur« souterraines.
15
CHAPITRE II
CALCUL DU DEBIT D'EAU SALEE
DRAINE PAR LE CANAL PROJETE
(Rapport SOGREAH]
1.7 INTRODUCTION
Un canal à grand gabarit de section trapézoïdale (largeur au
plan d'eau 56 m, largeur au plafond 32 m, profondeur d'eau 4 m] doit
être creusé entre Calais et Dunkerque. Le tracé étudié est distant de
6 Km environ du bord de mer, sauf sur une section où il s'en rapproche
à 3 Km environ.
Entre autres usages on envisage d'utiliser ce canal pour servir
de réservoir d'eau douce.
Des observations in situ ont montré que, dans la zone littorale,
il existait, sous la nappe d'eau douce à faible profondeur, une nappe d'eau
salée (environ 3Q g/l] dont la partie supérieure se trouve à des profon¬
deurs variant entre 2 et 12 mètres. Comme dans une des hypothèses actuel¬
lement retenues, le plafond du canal est prévu à la cote - 3 NGF et son
plan d'eau à la cote -^ 0,80 NGF, soit de 0,60 à 2 m au-dessous du niveau
actuel de la nappe voisine, le canal, non revêtu, agira donc comme drain
vis-à-vis de la nappe. Et, phénomène connu, ce drainage affectera aussi
l'eau salée sous-jacente.
Le présent rapport rend compte brièvement des études et calculs
effectués pour l'évaluation du débit d'eau salée pouvant pénétrer dans le
canal une fois celui-ci construit.
CANAL DE DUNKERQUE A CALAIS
Coupe schématique
c
CD
1ère zone
Dunes
2ème zone 3ème zone
- 16
2.- PRINCIPE DE L'ETUDE
1°) - Schéma d'écoulement
Le croquis de la figure 1 est une représentation schéma¬
tique d'une coupe du terrain perpendiculaire au littoral et du profil du
canal.
L'argile des Flandres, substratum imperméable, constitue
la limite inférieure de l'écoulement. Le substratum a une cote variable
qui se relève quand on va de la mer à la zone du canal en projet.
La limite supérieure de l'écoulement est représentée par
la surface de la nappe douce MA 'AI.
ligne MJ'JK.
L'interface eau douce - eau salée est représentée par la
Dans une première étape, on ccnsidère que l'écoulement se
produit dans un milieu poreux homogène et isotrope de perméabilité K.
On considère trois zones dans l'écoulement.
1 - la zone des dunes qui s'étend sur 300 mètres en
bord de mer ;
2 - une zone qui s'étend depuis la précédente jusqu'à
quarante mètres du canal projeté j
3 - la zone du canal proprement dite.
Dans la zone des dunes, la ligne d'eau douce et l'interface
sont connues soit par des observations piézométriques, soit par interpré¬
tation de mesures géophysiques (profil "H"]. Dans cette zone l'écoulement
n'est pas sensiblement modifié par la présence du canal en projet ; il est
essentiellement gouverné par l'infiltration dans les dunes et la présence
de la mer ; en d'autres termes, les cotes des points M, A', J', ne seraient
pas modifiées :
17
point M -^ 2.84 NGF
point A'
point J '
2.20 NGF
0.70 NGF
En ce point l'épaisseur de la nappe d'eau douce est
faible et peut être négligée. En fait on aurait pu
adopter d'autres valeurs selon l'emplacement retenu
(entre + 2.66 et 2.88). Tïlais on verra que le débit
d'eau salée sous la dune, débit qui dépend de la cote
du point M, ne joue qu'un rôle minime dans le débit
d'eau salée vers le canal en projet.
Les cotes de ces points omt été déterminées à partir
du profil "H" en un point d'abcisse 0,175 Km, soit à
environ 300 m du point M.
Dans la large zone intermédiaire, large de 3 ou B km, on
admet que les composantes verticales des vites-ses sont négligeables ¡ la
nappe d'eau douce s'écoule entre la limite supÉrieure A 'A et l'interface
J'J ; la nappe d'eau salée, entre l'interface J'J et le substratum D'D.
On précisera plus loin le rôle des points A et J.
Dans la zone du canal, les conposantes verticales des vi¬
tesses ne sont plus négligeables; l'écoulement d'eau douce se fait entre
la ligne d'eau AI et l'interface JK ; 1 ' écoulenent d'eau salée se fait
entre l'interface JK et le substratum imperméable.
2°] - Principe du calcul des écoulemaTits
a] Dans la première zone d'éccaujlement on cherche par ap¬
proximations successives le débit d'eau de mer qui rentrant par MM' (sur
1 mètre de front] satisfait aux conditions aux limites existant en A'
J' D'.
On suppose que l'écoulement d''iËau salée dans cette zone
satisfait l'hypothèse de Dupuit selon laquelle les vitesses verticales
en tous les points de l'écoulement sont négligeables devant les vitesses
horizontales. Cela n'est [BS tout-à-fait exact sn bord de mer où la pente
de l'interface est voisine de 4 %. Mais l'adopUion de l'hypothèse de
Dupuit n'entraîne qu'une modification sans conséquence du débit d'eau
salée dans cette zone.
18
Bien que l'on ait observé, dans les Wateringues, qu'il
existait entre nappe douce et nappe salée une zone de diffusion d'épais¬
seur variable, on suppose, pour le calcul, une interface eau douce -
eau salée fictive, sans épaisseur, et située à l'intérieur de cette zone
de diffusion.
Dans ces hypothèses, on a la relation suivante :
., ,. ^ f dh dH, _,K (h - m (e-7- -^ -J-] = - Q
dx dx(1)
dans laquelle
X est l'abscisse linéaire
Q est le débit d'eau salée
h est la cote de l'interface au-dessus d'un plan
de référence quelconque
H est la cote de la surface de l'eau douce
m est la cote du substratum imperméable
e est la différence relative des densités d'eau douce
et d'eau salée (ici S = 0,03]
K est la perméabilité horizontale du milieu. L' aniso¬
tropie possible ne joue pas ici où l'on a adopté
l'hypothèse de Dupuit. On suppose que la perméabilité
K est la même pour l'eau douce et pour l'eau salée,
et cela dans l'ensemble de la coupe.
La relation (1] peut s'écrire :
dh)
dx
1_
e
_dH _ Q
dx K Ch - m](2]
Comme on l'a vu, la surface de l'eau douce, représentée par
H (x), est connue dans cette zone de dunes.
On résout alors l'équation différentielle (2) par la méthode
des différences finies (méthode du 4e ordre de Gill**] .
* Claude CARRY. International Commission on Irrigation and Drainage
7e Congrès Cambridge 1967.
*X Handbook of mathematical functions - U.S. Department of Commerce 1964
page 896 - Formula 25.5.12.
- 19
Pratiquement, on cherche par approximation successive la
valeur Q/| qui donne au point J' (x = 300 m] une cote correspondant à la
cote expérimentale (-^ 0,70 NGF].
On verra par la suite que la valeur du débit Qi obtenue
n'intervient pas dans le calcul des écoulements concernant les 2 zones
suivantes.
b] Dans la deuxième zone d'écoulement (entre les verti¬
cales A'D' et AD], on recherche.- un débit d'eau salés Q2 (entre l'inter¬
face J'J et le substratum D'D] tel que l'interface recoupe la verticale
AD en un point J situé quelque part entre A et D. Il convient en effet
d'exclure le cas d'une interface qui s'arrêterait au substratum entre
D' et D et qui supposerait un débit d'eau salée nul.
En fait le débit Q2. et la cote du point J, dépendent de
la cote du point A dont on sait simplement pour le moment qu'il doit se
trouver à une cote comprise entre celle de A' IL-^ 2.20 NGF] et I (-^ 0.80 NGF],
La forme de ligne d'eau A'A est aussi une inconnue. On a
admis pour le calcul une courbe de forme elliptique H (x] satisfaisant à
l'équation :
2H = H. -* (H., - HJ 1 - (f] (3] avec L = AA'
AAA L
Cette équation représente la surface libre d'une nappe
drainée par un canal. On vérifie qu'elle reste pratiquement horizontale
jusqu'à proximité du point A. Elle est donc semsiblement peu différente
d'une surface libre idéale dont la position pratiquement horizontale se¬
rait imposée par les v-jatergangs (*].
Pour la conduite du calcul on se donne une valeur de H. ;
il en résulte une ligne d'eau douce donnée par l'équation (3]. On cherche
alors à l'aide de l'équation (2] une valeur du débit d'eau salée Q2 tel que
le point J, comme on l'a déjà dit, se retrouve entre A et D. Il est à noter
dès maintenant que, le point A étant donné, la position du point J peut varier
entre A et D sans entraîner une variation importante de la valeur de 02- Dans
le cas qui nous occupe du canal de Dunkerque, les calculs ont montré que la
variation de Q2 était toujours inférieure 3 1"%.
(i(] D'autres formes de surface libre ont été essayées entre les mêmes cotes
de départ et d'aboutissement ; la différence sur le débit d'eau salée
reste toujours inférieure à 4 %.
20
c] Le calcul précédent aboutit donc à fixer des couples de
valeurs : débit d'eau salée Q2 et cote du point J, en fonction de la cote
du point A. On examine alors l'écoulement dans la zone du canal proprement
dite :
- la limite amont de l'écoulement est la verticale AD (qui
est la limite aval de la zone d'écoulement précédente].
- IHGP est le profil du canal (sous le plan d'eau].
- pour simplifier le calcul, on adopte comme limite aval de
l'écoulement le contour IHGC. Cette approximation est admissible car on sait
que l'écoulement au-delà de CG est pratiquement négligeable au point de vue
du' débit d'eau salée ;
- AI est la ligne supérieure de la nappe d'eau douce. Comme
AI n'est pas horizontal, on a supposé, pour la commodité du calcul, la
nappe en charge sous un toit horizontal A"I. Dans cette hypothèse la charge
en A" correspond à la cote du point A et la charge en I, à celle du plan
d'eau dans le canal Í* 0,80 NGF].
- JK est l'interface eau douce - eau salée (cette ligne,
peut avoir d'autres tracés que celui de la figure 1].
Pour ce calcul particulier on mesure la charge à partir
de celle qui existe dans le canal (0,80 NGF] :
- sur la verticale AJD la charge a pour valeur la différence
entre la cote du point A (adoptée pour le calcul précédent] et celle du plan
d'eau dans le canal ;
- sur le fond du canal (IKHG], la charge est nulle;
On écrit alors les équations d'écoulement à potentiel de
pression dans chacun des deux milieux.
21
On a
et
Si p est la pression dans l'eau douce
et p est la pression dans l'eau salée ,
9 2p 9 2p_| . _^ = ,p^ = 0 (4)
8x 9y
.2.Apg + e ^ = 0 (5)
dx
ou .,2 2
^Ps = 2 ^ -^a X a y
h est la cote de l'interface,
et e est la différence relative de densité (0.03]
On se donne alors un premier tracé approximatif de l'in¬
terface JK. De part et d'autre de cette ligne, les pressions pp et pg doi¬
vent être égales. On calcule ces Dressions par la méthode des différences
finies (on donne plus loin le principe de cette méthode appliquée à cette
zone, voir paragraphe 2° ] d du Chapitre II].
Généralement, le premier tracé adopté JK ne convient pas
et on recommence le calcul avec de nouveaux tracés de l'interface jusqu'à
ce que l'égalité des pressions de part et d'autre de l'interface soit ob¬
tenue (à la précision du calcul près].
On calcule alors le débit d'eau salée Q3 qui, entrant entre
J et D, atteint le fond du canal entre K et G (voir paragraphe 2°] c du
Chapitre II] .
22
Si le débit Q3 ainsi obtenu est différent du débit Q2
obtenu lors du calcul concernant la zone immédiatement à l'amont, on
recommence le calcul concernant cette deuxième zone en adoptant une autre
cote du point A (si, par exemple, on a obtenu O3 > Q2. on diminue la
cote du point A]. On obtient alors un nouveau débit 02»
On reprend alors le calcul du nouveau tracé de l'interface
dans la zone du canal, nouveau tracé imposé par le déplacement du point
A (on a vu que la position du point J - dans la mesure où il reste entre
A et D - n'influait pratiquement pas sur le débit d'eau salée Q2^- On
calcule ensuite le nouveau débit d'eau salée Q3 atteignant le canal.
On le compare au débit Q2 précédent et on répète le calcul (par modi¬
fication de la cote du point A] jusqu'à ce que les débits Q2 et Q3
soient égaux. Le calcul est alors terminé.
d] Çalcul_de_la_90sition de_l^interface_JK
Si la zone d'écoulement est divisée en mailles carrées et
si l'on désigne par l'indice 0 une maille quelconque et par les' indices 1,
2, 3, 4 les mailles situées aux points cardinaux de la maille 0 selon le
schéma ci-après :
2
4
Les pressions en ces cinq mailles sont liées par les re¬
lations suivantes (6] et (7] qui sont les équations aux différences finies
correspondant aux équations différentielles (4] et (5] :
En eau douce :
4pDo Pd1 P n2 d3 d4
(B]
En eau salée
^-So S2 S3 - P S4 ^ e(h^ 2 hp] (7]
23 -
On mène alors le calcul par la méthode de relaxation en
se donnant au départ des valeurs de pression estimées. Si la convergence
est trop lente, on fait appel à des méthodes de super-relaxation. Le cal¬
cul est arrêté quand les variations de p et de p deviennent pratiquement
nulles.
On examine alors si de part et d'autre de l'interface les
pressions obtenues sont égales (à l'approximation du calcul près dont on
parlera plus loin à propos des résultats]. Dans la négative on modifie la
position de l'interface et on recommence le calcul ci-dessus autant de
fois qu'il est nécessaire pour obtenir l'approximation désirée.
Il est à noter que, pour la commodité et la rapidité du
calcul, on a été amené dans certains secteurs à adopter des mailles non
plus carrées mais rectangulaires. Dans ces conditions les équations (6)
et (7) ci-dessus sont modifiées pour tenir cO:rqpte des inégalités entre
Ax et Ay.
On notera également que dans le schéma de calcul ainsi
défini, l'interface n'est pas une ligne régulière mais une ligne brisée
recoupant au mieux l'interface théorique et constituant une limite im¬
perméable entre eau douce et eau salée.
Le long de cette ligne brisée, comme d'ailleurs aux li¬
mites du calcul (tracé A "DCGHIA"], les équations de continuité (6] et
(7] sont modifiées en conséquence.
d2hEn outre, pour le terme ç de l'équation (5] où h
dx2
représente la cote de l'interface, on introduit comme valeur de h pour
chaque maille le long de l'interface non pas la cote du centre de la
maille mais celle que l'on déduit d'un tracé continu et régulier de
l'interface : cette manière de faire évite des variations brutales et
. , ,.. ^ ^ d^hirregulieres du terme g ^ .
dx
24
e] Calcul des_débits_Q3
Le débit d'eau salée Q3 est la somme des débits élémen¬
taires rentrant dans les mailles situées sur une même verticale :
A Pq
d'eau douce
quement,
On a une expression identique pour le calcul du débit
A PdQn = K A y (9]
D3 AX
En fait, c'est l'expression qui a été calculée numéri-K
Milieu anisotrope
Dans le cas d'un milieu anisotrope K ^ K . les équa
tions (4] et (5] deviennent
d2p d2p
'h 2 ^ ^ 1 = ° i^°^dx dy'^
d2pg d2p2 ,2^
^HT2-^^-^^^H d^=° ^''^dx cy
et les équations aux différences finies (6] et (7] sont modifiées en
conséquence.
25
3.- CALCULS NUMERIQUES
Les calculs numériques ont été effectués a l'aide d'un ordina¬
teur IBM de type 360.
1°] - Ecoulement d'eau salée dans la zone des dunes
Dans cette zone on a pris :
Ax = 20 m
Les conditions aux limites sont données au paragraphe
2.- 1°] du Chapitre II.
Le principe du calcul est indiqué au paragraphe 2.- 2°] a
du Chapitre II.
On trouve que le débit d'eau salée sous les dunes en pro¬
venance de la mer est :
Q^ m^/s = 0,064 K . par mètre linéaire de front de mer.1 ' m/s
Ce débit calculé sur une situation particulière (profil H]
n'est donné ici qu'à titre indicatif. Il ne peut être extrapolé à toute la
longueur du littoral. Les conditions qui régnent sur celui-ci sont très ir¬
régulières (dunes de largeur variable, présence de canaux plie ou moins
proches de la mer] et il faudrait disposer d'un grand nombre de profils de
piézomètres pour être en mesure d'évaluer le débit global d'eau salée pas¬
sant sous les dunes.
2°) - Calcul de l'écoulement d'eau salée entre la zone de dunes
et la zone du canal (entre les verticales J'D' et JD de
la figure 1 ] .
Dans cette zone de 3 ou B kilomètres de longueur (2 hy¬
pothèses étudiées] on a pris :
Ax = 100 m
26 -
Comme on l'a vu aux paragraphes 2.- 2°] b du Chapitre II
et 2.- 2°] c du Chapitre II. le débit d'eau salée Q2 à la partie aval de
la zone (verticale AD] est fonction, en autres choses, de la cote du point
A, celle-ci étant finalement déterminée par la condition Q2 = Q3. O3 étant
le débit d'eau salée dans la zone du canal.
Le processus de calcul de O2 ^ ^^^ défini au paragraphe
2.- 2°] a du Chapitre II ; comme cote de départ du point A on a pris la va¬
leur + 1.20 NGF, soit 0.40 m au-dessus du plan d'eau dans le canal.
La cote du point A' est, comme dans le calcul précédent,
2.20 NGF. La ligne d'eau A'A est définie par l'équation (3).
On donnera plus loin le résultat final de Q2 après que l'on
aura parlé du calcul de l'écoulement dans la zone du canal.
3° ] - Calcul de l'écoulement dans la zone du canal (entre AD
et le profil K H G
On a cherché à définir la prasition de l'interface JK à
0,20 m près en hauteur. En conséquence dans la zone du canal, pour le
domaine des positions probables de l'interface, et jusqu'à la partie su¬
périeure de l'écoulement (ligne AIKHG], on a adopté des mailles rectangu¬
laires Ay = 0,20 m J Ax = 2 m.
Mais pour éviter un nombre tmp considérable de calculs on
a adopté pour la partie inférieure de l'écoulement des mailles carrées de
2 X 2 m. Le partage entre ces deux domaines est représenté sur la figure 1
par la droite EF située à 14 mètres au-dessus du substratum imperméable.
Dans le domaine supérieur, l'imprécision sur l'égalité des
pressions de part et d'autre de l'interface est au plus égale à e A y, soit
0,03 X 0,2 = 0,006 mètres d'eau.
Pour chaque calcul des pressicüns correspondant à une position
de l'interface, on a procédé à 3000 relaxatioins comme suit :
27
1.200 relaxations
1 super-relaxation
1.200 relaxations
1 super-relaxation
BOD relaxations.
A chaque calcul de pression a succédé le calcul du débit
Q3 comme : exposé au paragraphe 2.- 2°] e du Chapitre II.
4°] - Résultats d'ensemble
a] En_milieu isotrope
Les calculs précédents ont été arrêtés quand on a obtenu
des débits Q2 et Q très voisins l'un de l'autre.
A ce stade final on obtient ;
Distance entre mer et canal
Cote du point A
Q2 (m3/s par mètre de canal]
Q3 (m3/s par mètre de canal]
3 Km
0,90 NGF
0.0098 K
(K en m/s)
0.0106 K
(K en m/ s]
6 km
0,86 NGF
0,0040 K
(K en m/s]
0,00405 K
(K en m/s]
Il reste un écart de quelques pour cent entre ces deux
débits. Mais il a été jugé inutile de poursuivre le calcul plus avant,
une précision plus forte n'était pas nécessaire et elle aurait exigé
de nombreux et coûteux "passages en machine" supplémentaires.
28
Remarque
Ce résultat montre qu'une faible partie seulement de
débit salé (Q/i] passant sous les dunes rejoindrait le canal. Le reste,
c'est-à-dire la plus grande partie continuerait, comme a présent, à rejoin¬
dre les watergangs à travers la nappe douce, soit d'une façon diffuse
à travers toute la surface de l'interface, soit en des points particu¬
liers de drainage local. Le débit de sel évacué en permanence par le
réseau des Wateringues trouve ici son explication. Il est bien évident
que le nouveau canal devra être complètement isolé du réseau des water¬
gangs qui risquerait de lui apporter du sel.
Ceci amène à se demander quelle confiance on peut faire
aux déterminations numériques faites ci-dsssus. Elle dépend avant tout
de la qualité des données prises en compte dans le calcul. Celles qui
ont été utilisées pour le calcul du débit d'eau salée aboutissant au
canal sont des moyennes établies sur d'assez irrombreux points de mesure.
On peut donc penser que les débits d'eau salée ainsi déterminée sont
assez représentatifs, sous réserve d'une hosogénéitê suffisante du ter¬
rain. L'évaluation du débit d'eau salée sous la bande côtière a été faite
en utilisant les mesures faites sur un seul profil. Il serait donc impru¬
dent de généraliser trop rapidement ce résultat à toute la bande côtière.
On notera que, comme on s'y attersdait, les piézomètres côtiers
ont montré que le niveau moyen de l'eau salée dans le sous-sol sur le lit¬
toral était très sensiblement au-dessus du niveau moyen de la mer, ici
2,84 m contre 0 NGF.
b] En_milieu_anisotroge
En conservant pour la cote du point A celle trouvée au
cours des calculs antérieurs ( 0,90 NGF], le débit d'eau salée attei¬
gnant le canal (à 3 km de la côte] est :
0 = 0,0077 K^ m/s (K, , : perméabilité horizontale3 H H . , . T ,
vingt fois plus forte que
la perméabilité verticale]
29
Cette valeur est assez peu différente de la valeur pré¬
cédente (0.0098 K].
L'anisotropie a donc une influence relativement faible
sur la valeur du débit. Ce résultat s'applique aussi au cas du canal
à 6 Km de la côte. On n'a pas jugé utile pour l'instant de refaire le
calcul.
c] Débit_d^eau_douce
Le débit d'eau douce arrivant au canal du côté de la
mer, tel qu'il ressort de l'étude de l'écoulement dans la 3e zone,
est :
Q m3/s = 0,0018 K m/s
que le terrain soit isotrope ou non (dans cette zone l'écoulement d'eau
douce est pratiquement horizontal).
4.- CONCLUSION.
Au prix de quelques simplif icatianis qui n'influent pas sur les
ordres de grandeur des quantités en jeu. il a été possible de calculer
le débit d'eau salée qui serait drainée par un canal situé soit a 3 km
soit à 6 km de la côte.
Com.mB on pouvait s'y attendre les débits sont proportionnels à
la perméabilité du terrain. A titre d'exerrple on considère ici un cas
particulier :
Le mètre linéaire de canal contieir.t 17B m3 d'eau. On suppose que
cette eau doit être mise en réserve pour assiiiirer l'approvisionnement en
eau industrielle pendant une période de 4 tirais, d'été (10^ secondes]. On
suppose nuls les apports extérieurs d'eau douice pendant cette période.
Durant cette période la quantité d"eau salée qui pénétrera dans
le canal, par mètre linéaire de berge côté me-r (Nord] est :
V = 0.01 K X temps écoulé
soit
-4 7V m3 = 0,01 X 2.10 m/s x 10 secondes = 20 m3,
30
En tenant compte de l'anisotropie du terrain :
V = 0,0077 X K X temps écoulé
= 15 m3.
La différence n'apparaît pas significative.
En ne retenant que les ordres de grandeur, on peut con¬
clure que cet apport d'eau salée en régime permanent représente moins de
10 % du volume du canal. Il n'en serait plus de même, si la perméabilité
était sensiblement plus élevée. lO"-^ m/s par exemple.
Pour être complet il faut tenir compte aussi des apports
de la nappe côté terre (Sud] et distinguer le cas du régime permanent en
moyenne tel qu'il s'établira au bout de plusieurs années du régime tran¬
sitoire qu'on observera au cours des premières années.
Dans les deux cas les débits reçus par le canal ne se
traduisent par aucune variation de niveau - ce niveau est supposé cons¬
tant par hypothèse -. mais s'écoulent dans le canal vers les points de
consommation.
Pendant les 4 mois considérés, côté mer (rive Nord], le
canal reçoit 15 m3 d'eau salée et B.5 m3 d'eau douce.
Côté terre (rive Sud], le canal recevra un débit d'eau
salée nul ou négligeable puisque le terrain aura été lessivé ; le débit
d'eau douce reçu sur cette rive dépendra du niveau auquel sera maintenue
la nappe. En le supposant égal au niveau de la nappe sur l'autre rive,
le canal recevra environ 1 B m3 sur sa rive Sud, compte tenu des hypothèses
de calcul.
31
b] Régime transitoire (9endant_les_premièrBS années_agrès
Côté mer, l'interface initiale se trouve environ 1 mètre
au-dessus de la position de l'interface dans l'état permanent. Le débit
d'eau salée apporté au canal sera supérieur d'environ 12 % à celui du ré¬
gime permanent, soit 17 m3 en 4 mois. Pendant ces quatre mois, la quantité
d'eau douce reçue par le canal sur cette rive sera de 4,5 m3 environ.
Côté terre, la nappe salée s'étend initialement loin vers
le sud. Cette nappe est drainée comme du côté mer. En raison des hypothèses
de calcul, le débit d'eau salée doit être compris entre 10 et 13 m3 en 4 mois.
Le drainage de la nappe douce doit être du même ordre que côté mer, soit
4,5 m3 en 4 mois.
RAPPORT REDIGE PAR
C. CARRY
32
ANNEXE
ESSAI DE POMPAGE D'OFFEKERQUE
Interprétation par la méthode de THEIS
Résultats des mesures de salinité.
1.- OBJECTIFS
L'essai de pompage de la ferme du Bisuel à Offekerque avait trois
objectifs :
a] - fournir des valeurs de perméabilité et de coefficient d'em¬
magasinement pour la construction du modèle mathématique du canal.
b] - donner une idée de la répartition verticale des salinités
grâce à la présence de 8 piézomètres à des profondeurs différentes.
c] - éventuellement permettre d'observer l'influence du pompage
sur la répartition des salinités.
2.- IMPLANTATION
Les travaux ont été effectués par l'entreprise MEURISSE. L'im¬
plantation est schématisée sur la planche 1.
a] - Le forage, creusé à l'eau a l'abri d'un tube de protection,
a un diamètre de 180 mm et une profondeur de 21,50 mètres. Il est crépine
sur toute sa hauteur.
La coupe lithologique fournie par l'entreprise et le B.R.G.M.
(voir planche 1] fait ressortir une grande homogénéité de l'aquifère :
environ 16 mètres de sables gris légèrement limoneux avec débris de co¬
quillages reposent sur les argiles des Flandres. Ils sont surmonté par
1 m à 1,50 m de limons superficiels. Seul un banc ce 30 cm de galets roulés
- 33 -
mêlés à des coquillages et à du sable et surmontant une passée limoneuse
de 20 cm, (14,80 à 15,30 m] vient rompre l'homogénéité lithologique de
la formation. Les niveaux piézométriques initiaux montrent que la nappe
est légèrement captive sous les limons superficiels.
b] - Les huit piézomètres sont équipas d'un tube plastique cré¬
pine sur les deux derniers mètres. Leurs caractéristiques d'implantation
ainsi que celles du forage sont synthétisées dans le tableau suivant :
PI
P2
P'2
P3
P'3
P4
P'5
P'6
Forage.
Cote NGF du
sommet du tube.
2,49
2,62
2,68
2,73
2,61
2,44
2.57
2.43
2.21
Profondeur
en mètre
15,10
14,90
3,60
14,70
3,95
10,10
4,00
5,45
22,50
Distance au
forage (m]
14,80
5,00
5,15
5,20
4,95
10,00
19,35
38,65
0
DEROULEMENT DE L'ESSAI
a] - Des essais de débit préliminaires ainsi que des prises
d'échantillons ont été effectués le 14 Mai 19B8.
Les essais de débit indiquaient qu'on pouvait tabler sur
un rabattement de l'ordre de 5 mètres au forage pour un débit d'environ
15 m3/h, chiffre qui avait été donc retenu en principe pour l'essai.
34
Des mesures préliminaires rie salinité par dosage ont été
effectuées par le B.R.G.M. On en trouvera les résultats au paragraphe
interprétation.
b] - L'essai a eu lieu les 21,22 et 23 Mai 1969. Le pompage a
duré 25 heures au débit pratiquement constant de 7,2 1/s, soit 26 m3/h.
Une dizaine d'arrêts de courte durée (moins d'une minute], dûs au mauvais
fonctionnement du disjoncteur de la pompe, n'ont pas perturbé notablement
le déroulement de cette phase.
Par ailleurs, des mesures de salinité ont été effectuées
à l'exhaure, tous les 1/4 d'heures au départ, puis toutes les heures.
La remontée a été observée durant 18 heures. Le pompage
ayant préalablement asséché les terrains initialement saturés par un
orage, la stabilisation en fin de remontée s'est effectuée à une ving¬
taine de centimètres en-dessous du niveau initial.
Par ailleurs, des mesures de salinité par dosage ont été
effectuées sur place, dans tous les piézomètres à la fin de la remontée.
4.- INTERPRETATION
A- Détermination_des_garamètres hydrauligues
1°] - Calcul de T et S.
Les courbes de rabattement de THEIS (cf planches 2 et
3] font toutes apparaître au bout de quelques minutes un phénomène de
réalimentation. Leur interprétation pour les premières minutes qui cor¬
respondent au régime transitoire pur, donne les résultats suivants :
T (m2/s]
S
£1
1,9.10~"^
1,2.10'^
£2.
1,5.10"^
1,2.10'^
P'2
1,5.10'"^
11. 10""^
P3_
1,1.10''^
2,10'^
P4_
1,3.10""^
11,1.10""^
P'5
1,9.10'"^
2,4. 10'^
P'6
3,4. 10'^
i,65.10'^
35
NOTA : Les premières mesures sur P'3 sont insuffisantes pour être inter¬
prétées.
On constate :
- une bonne convergence des valeurs de transmissivitês
1,1.1D"^ î: t m2/s ^ 3,4,..TO"^ _^avec une nette accumulation des valeurs aufcaur de 1,5.10 m2/s.
- l'épaisseur totale de l''aquifère étant environ de 16 m,
on pourra adopter la fourchette de perméabilité.
7.10'^ < Km/s < 2.1D~^
Une excellente convergersce des valeurs du coefficient
d'emmagasinement mesurées sur les piézomètirss profonds (P1, P2,P3, P4].
1,1. 10""^ $ S Í 3.10"'^
Ces valeurs confirment qiib la nappe est pseudo-captive
sous les limons.
On note cependant pour S une valeur nettement plus forte
en P'2, légèrement plus forte en P'5, qui aanit. les piézomètres les moins
profonds. Cette observation permet de supposir que la présence d' interca¬
lations argileuses rend captive la partie .1,'Tifêrieure de la nappe, tandis
que la partie supérieure réagit comme une -nsppe libre. Il est toutefois
difficile de situer la limite séparant les disux horizons.
2° ] - Réalimentation
Nous étudierons succinc1.:sment cet aspect dans la mesure
où il correspond à des conditions particulîsres dont les résultats ne peu¬
vent être d'emblée étendus à l'ensemble des Wateringues.
36
Les courbes de rabattement indiquent très nettement
qu'un phénomène de réallmentation a joué durant l'essai. Mais l'ampli¬
tude du phénomène tendait à diminuer avec le temps puisque toutes les
courbes ont tendance à "remonter" vers la courbe type de THEIS. On peut
donc écartcir d'entrée l'hypothèse d'une réalimentation par les watergangs
environnants du moins en tant que phénomène prépondérant.
On pourrait envisager l'existence de deux nappes su¬
perposées et la configuration des niveaux piézométriques initiaux pour¬
rait le faire croire. En fait il faut corriger ces hauteurs des effets
de salinité et l'on trouve :
Niveau NGF
mesuré.
Niveau NGF
corrigé
des effets
de salinité.
Forage
1,61
1,61
El
1.45
SALIN.
NON
MESU¬
REE.
P2
1,45
1,64
P'2
1.60
1,62
El
1,44
1,63
P'3
1.63
1.63
El
1.55
1,61
P'5
1,61
1.61
P'6
1,62
1,62
On constate alors une très bonne concordance des hau¬
teurs piézométriques quelle que soit la profondeur de la prise de pression.
Il existe donc probablement une seule et m,ême nappe.
On est finalement amené 3 admettre que l'origine du
phénomène de réalimentation se trouve dans le drainage des limons de sur¬
face. Hypothèse -confirmée par le fait que le phénomène n'est sensible
que durant une dizaine d'heures, temps qui correspond grossièrement à
l'assèchement des terrains superficiels, comme nous avons pu le consta¬
ter au cours de l'essai.
37
B- Salinités
Les mesures faite par dosage au nitrate d'argent avant
et après l'essai de pompage ont donné les résultats suivants (salinité au
fond des piézomètres] :
Concentration
en Na CL
équivalent,
(g/l).
Profondeur.
avant pompage
après pompage
El
15
-
27
El
15
17
28
P'2
3.60
5,9
0,24
El
15
16
27
P'3
3,90
1,7
0,41
El
10
8,5
14
P'5
4
0,1
0.16
P'6
5,50
0,09
0,15
On a reporté sur la planche 4 :
- le profil de salinité avant pompage.
- le profil de salinité après pompage.
- un troisième profil mesuré, trois semaines plus tard
à l'aide d'un conductivimètre (dont les indications
intègrent évidem.ment l'influence de tous les sels,
et non seulement celle des chlorures).
Il apparaît très nettement sur les 3 profils une super¬
position d'eau douce à de l'eau salée, la zone de transition ayant une
épaisseur importante de l'ordre de 10 m.
Une rapide intégration des deux courbes d'avant et après
pompage donne une salinité moyenne de 1 5 g/l avant et 20 g/l après. En
fait les mesures faites sur les prélèvements à intervalles réguliers lors
du pompage ont donné une salinité pratiquement constante de 17 g/l.
38
ANNEXE 2
INTERPRETATION DU POMPAGE D'ESSAI DU
BISUEL A OFFEKERQUE (PAS-DE-CALAIS]
Par la Méthode de DAGAN.
(Extrait du rapport BRGM N° 69 SGL 256 NPA]
Dans le cadre de l'étude du canal cStier à grand gabarit de Calais
à Dunkerque, dont la partie hydrogéologique a été confiée au B.R.G.M. en
liaison avec B.U. R. G. E. A.P. , on a procédé à l'exécution d'un pompage d'es¬
sai au Bisuel (commune d 'Off ekerque, Pas-de-Calais] sur le forage n° BRGM :
002/7X/004D.
Outre l'objectif d'obtenir les val&urs de la transmissivité et du
coefficient d'emmagasinement. ce pompage devait également fournir des ren¬
seignements sur la répartition des salinités-
Dans ce but. divers piézomètres à pénétration partielle ont été
installés à différentes distances du forage et à des profondeurs variées.
Ces conditions sont semblables à celles requises pour l'interpré¬
tation par la méthode de DAGAN qui permet d'.xiàtenir la valeur de l'aniso-
-tropie des perméabilités.
Rappelons qu'une valeur de perméabilité est associée non seule¬
ment à un point de l'espace mais également à une direction d'écoulement ;
sa représentation tensorielle correspond à une matrice diagonale dont les
coefficients sont les perméabilités verticale et horizontale.
39 -
1.- DESCRIPTION DE LA METHODE DE DAGAN
1 ° ] - Hypothèse sur l'aquifère
On peut utiliser cette méthode pour un aquifère indéfor¬
mable d'extension horizontale infinie, d'épaisseur finie, et de porosité
efficace constante, au droit de la surface piézométrique.
On suppose également le débit de porripage constant et les
rabattements petits par rapport à l'épaisseur de la nappe libre (moins
de 10 %].
Contrairement aux hypothèses d'élaboration de la solution
de Theis, on ne néglige pas la composante verticale de la vitesse d'écou¬
lement des particules fluides. Ainsi, à grande distance du puits, la so¬
lution de Dagan tend -vers celle de Theis.
La formulation de la solutiom de Dagan a été obtenue en
remplaçant le puits par une ligne de drains ponctuels d'intensité de pré¬
lèvement uniforme.
Les abaques utilisées dans ce rapport ont été calculées
sur l'ordinateur du centre de calcul de l'Ecole des mines de Paris à
Fontainebleau.
2° ] - Pratique de la méthode
Par commodité, et afin de fa.ire une synthèse de tous les
cas possibles sur abaques, Dagan a donné sa solution sous forme de rela¬
tion entre les paramètres adimsnsionnels : s", r', Q', n', 1', l'^, t'.
obtenus à partir de s. z, D. 1 , 1^, 1 . r. et Q (voif figure 1] tels que
sKhD 1_
D
z_
ÏÏ1D
1/2(Kh] ^ rÎKv] D
t'tKv
nD
40
avec : s = rabattement au temps et à la distance r du puits
Q = débit constant de pompage
n = "porosité efficace"
z = profondeur des puits
D = épaisseur d'aquifère
Kh et Kv = perméabilité horizontale et verticale de l'aquifère
1 = profondeur du puits rapportée à l'épaisseur de l'aquifère
1 = profondeur du milieu de la crépine de puits.
Puits
d 'observationPuitii GPpompage
z
i
;.fX^m
Surface libre à t = o
V_
Substratum imperméable
Figure 1
41
Les coupes techniques des forages et piézomètres donnent
1', 1*3» z'. A chaque triplet de ces valeurs on peut faire correspondre
une abaque graduée en r*.
La meilleure superposition des courbes expérimentales et
Kvdes courbes types donne r', donc -rr i
Kh
Le point de superposition a pT:-.jr coordonnées t' et s' sur
la courbe type et t et s sur la courbe expériinentale ; la connaissance du
débit pompé Q et du rabattement s permettra d"Bvaluer Kh et Kv. Du rapport
t'/t on déduit enfin la porosité efficace n.
La seule construction de la courbe rabattement-temps permet
l'identification des paramètres par superposition avec une abaque logarith¬
mique de même module.
Il faut noter cependant de fréquentes causes d'erreurs dans
la technique de la superposition. Outre la nécessité d'avoir un aquifère
et son équipement d'essai correspondant aux hypothèses de base. une autre
source d'imprécision consiste dans le parallélisme trop accentué des cour¬
bes types et rend difficile l'évaluation de r'.
On a observé une bonne superpasition des courbes pour les
plus fortes valeurs de la pénétration z' des piézomètres. Les mauvais ré¬
sultats obtenus aux piézomètres P'5', P'g* ^'z' ^^ ^'s sont dus semble-t-il
à la condition de rabattement faible non réalisée.
Pour ces courbes, les valeurs de Kh, Kv et n sont indiquées
pour mémoire.
42
TABLEAU DES CARACTERISTIQUES DE L'AQUIFERE D'APRES LA METHODE DE DAGAN
Piézomètre
Pl
P2
P3
P4
P'5
P'6
P'2
P'3
Valeur
retenue
Kh (m/s)
-42,0 10
-42,9 10
-42,9 10
-41,5 10
-41,7 10
-42,2 10
0.34 10"^
0.34 10'^
-42 10
Kv
1.0 10"^
1,1 10"^
1,0 10~^
1,0 10"^
1,2 10'^
1,5 1D~^
0,10 10"^
0,11 10"^
10-^
Kh/Kv
20
26
28
15
14
15
33
31
20
n
0.30 10"2
0,55 10'2
0,50 10~^
0,32 10"2
0,37 10'^
0,49 1Q'^
3.0 10"2
3.1 110"^
0,5%
T 10 "^ m2/s
3.2
4.6
4.6
2.4
2.7.
3.5
0.54
0,54
3.50
r'
D
(Kv] r
(Kh] D
= 16 m
z'
1
= z/d
= ^ = 0..
1
s
IKv
nD
sKvD
Q
Q = 26 m^/h
1'3 =0.65
Considérons les autres piézomètres pour lesquels les va¬
leurs des paramètres sont assez homogènes. Les valeurs de la perméabilité
-4horizontale se situent autour de 2.10 m/s. Celle déduite de la formule
-4de Theis était de l'ordre de 1.10 m/s ; la perméabilité "Theis" qui in¬
tervient dans la transmissivité tient compte également de la perméabilité
horizontale, ce qui expliquerait cette valeur plus faible.
43 -
Par ailleurs, la valeur moyenne de n, porosité efficace
("effective porosity"] est plus élevée que le coefficient d'emmagasine¬
ment de Theis, l'ordre de grandeur restant le même. En réalité, n repré¬
sente la quantité d'eau récupérable par pompage au niveau de la surface
libre et n'a pas exactement la même signification que le coefficient
d'emmagasinement de Theis qui est lui-même fonction du temps et du ra¬
battement et s'applique en toute rigueur aux nappes captives.
On peut opter pour une valeur moyenne d 'anisotropie de
perméabilité de l'aquifère de l'ordre de 20, anisotropie due essentiel¬
lement à l'existance de couches superposées de perméabilité et probable¬
ment de porosité efficace différentes.
En définitive, nous admettrons les valeurs suivantes :
T = 3,5.10'^ m2/s
-3n 5.10
Kh = 2.10 m/s
Kv 10 m/s
j<h
Kv20
2.- CONCLUSIONS
L'assez bonne convergence des valeurs de perméabilités verticale
et horizontale déduites de ce pompage d'essai incite à accorder confiance
aux résultats obtenus.
Cependant, on ne doit pas oublier que certaines conditions d 'ap¬
plication n'étaient pas parfaitement remplies (par exemple la condition de
faibles rabattements] et que la détermination de r' est imprécise. Le moyen
d'investigation décrit dans ce rapport implique, outre les nécessités men¬
tionnées ci-dessus, celle de disposer de piézomètres à pénétration partielle
dont les caractéristiques sont bien connues.
Constatons enfin que. si la méthode de Dagan apporte la valeur de
l'anisotropie. la méthode deTheisdonne des valeurs de transmissivité et
d'emmagasinement très comparables.
ETUDE DE
G. BERNARD
- 44
ANNEXE 3
CAROTTAGES ELECTRIQUES
(D'après les rapports BRGM)
1.- OBJECTIFS
La campagne de carottages électriques avait pour but :
- de confirmer l'existence d'eau salée en profondeur dans toute
la nappe des Wateringues.
- de préciser la signification réelle de la position d'interface
fournie par l'interprétation des sondages électriques.
- de donner des valeurs réelles de la résistivité des divers
horizons distingués de façon à permettre une interprétation quantitative
de leur salinité.
De plus, les sondages mis en place devaient pouvoir servir ul¬
térieurement au contrôle régulier de la nappe et de sa salinité.
2.- DEROULEMENT DES OPERATIONS
1°) - Mesures préliminaires
Trois sondages préliminaires ont été effectués, l'un sur
l'emplacement des sondages électriques E5, les 2 autres sur l'emplacement
E 10, dont les caractéristiques s'avéraient intéressantes : résistant
superficiel (niveau à eau douce) épais en E 5, réduit en E 10.
- 45
Ces premiers essais ont fait ressortir plusieurs limi¬
tations à l'utilisation des carottages électriques :
- La résistivité des formations ne peut être déterminée
qu'avec difficulté et imprécision. En effet, en forage non tube, le dia¬
mètre de la zone envahie par la boue est tel que les terrains non conta¬
minés sont peu intéressés par la mesure. En forage tube (crépine au mini¬
mum à 30 % de vides] la présence d'eau salée dans le forage même, réduit
la sensibilité de l'outil].
- Si l'on veut effectuer des mesures de thermo-résistlvité,
la boue devra être éliminée et les parois décolmatées.
- La présence du tubage métallique sur les trois premiers
mètres interdit toute mesure dans cette zone.
2°) - Implantation
En fonction de ces résultats, quatre carottages électriques
ont été réalisés, comportant chacun les relevés suivants :
- gamma-ray
- PS
- mono-électrode
- latérale
- pseudo normale
Les quatre emplacements retenus l'ont été pour certains
caractères particuliers qui apparaissent sur les sondages électriques :
X 22 - configuration moyenne
X 14 - présence d'un résistant superficiel épais
X 36 - intercalation d'un résistant
W 42 - pas de résistant superficiel
- 46 -
3°) - Résultats
Les principaux résultats présentés dans les rapports du
BRGM sont synthétisés dans le tableau ci-dessous en confrontation avec
les résultats des sondages électriques correspondants. (CE. - Carottage
électrique, S.E. - sondage électrique).
Profondeurs (m)
Bases des limons
Interface sup.
Interface inf.
Substratum
Résistivité
(ohm. m)
Sable à eau douce
Sable à eau salée
Argiles
X 22
S.E.
0,8
5,6
22
50
1
CE.
6,2
11
24,90
45
2 - 2,4
2,4 - 2,8
X 14
S.E.
1,6
15
19
75
CE.
17
19,50
60 à 120
5
X 36
S.E.
3
10,4
22,40
40
1,5
CE.
13,50
10
24,60
20 - 40
2-4
2
W 42
S.E.
15,60
10
1,5
CE.
6,60
9-10
18.30
2
1,8 - 2,4
On constate une bonne concordance générale entre les résultats
des sondages électriques et des carottages électriques, avec cependant
des incertitudes importantes, de l'ordre de 1 à 3 m sur les profonduers.
Les conclusions essentielles sont les suivantes :
- la position d'interface fournie par les sondages électriques
correspond à la limite supérieure de la zone de transition. C'est dans ce
sens qu'il faut interpréter dorénavant les planches 1.2 et c du premier
rapport.
47
- Les carottages électriques permettent en revanche de
donner l'épaisseur approximative de cette zone de transition.
- les valeurs de résistivité données par le carottage
électrique ne fournissent pas une bonne représentation de la distribu¬
tion verticale des salinités. En effet, dire que g = 1 à 3 ohm. m, par
exemple, revient à dire que la salinité est comprise entre 30 et 10 g/l
de Na Cl, (pour un facteur de formation égal à 4). En fait, dans les
terrains salés, ce sont des conductivités qu'il faudra mesurer pour
obtenir une bonne précision sur la salinité.
48
ANNEXE 4
FLUTES DE PAN.
1.- OBJECTIF
L'implantation de piézomètres de longueurs différentes groupés
en "flute de Pan" avait été proposé afin de permettre des mesures direc¬
tes de salinité à des profondeurs différentes à la verticale d'un même
point. Les résultats devaient être comparés aux diagraphies électriques
réalisées en quatre endroits de façon à affiner le calage de la géophy¬
sique.
En- fait, seulement deux flûtes de Pan ont été réalisées l'une
d'entre elles a été implantée à côté du sondage électrique X 22 où avait
été réalisé un carottage électrique, de façon à rendre les comparaisons
aussi rigoureuses que possible. La seconde a été implantée sur la parcelle
prévue pour servir de casier expérimental. Il est donc difficile de l'u¬
tiliser pour l'étalonnage de la géophysique.
2.- MATERIEL UTILISE ET MISE EN PLACE
Les piézomètres utilisés en diamètre 50 mm sont en plastique et
munis à leur base d'une crépine JOHNSON de 70 cm de longueur et 65 mm de
diamètre.
Ils ont été mis en place, par battage sur deux à trois mètres à
partir. d'un avant trou foré, à la tarière pour les 3 plus courts (3 à 7m),
au trépan et à la boue pour les 2 autres Í1Ü à 15 m).
Le lieu d'implantation des deux flûtes de Pan est indiqué sur
le schéma n° 7. Les longueurs des piézomètres et leur position relative
sur le terrain sont les suivantes :
49
FLUTE DE PAN X 22
Piézo.
Pa
Pb
Pc
Pd
Pe
Profond,
totale
4.35
6.25
7,75
11,02
15,02
Distance à
Pa
0
1,55
3,40
11,35
13,75
FLyTE DE PAN "CASIER"
^ i Profond.Piezo- n . . .,
1 totale
P'a
P'b
P'c
P'd
P'e
3.06
4,77
6,41
10,58
15,37
Distance à
P'a
0
1,75
3,25
5,75
8,25
3.- METHODES DE MESURES
1°) - La première méthode employée 'a été le prélèvement avec
une pompe à main JAPY (900 1/h) prolongée par un tube à clapet plongeant
jusqu'au fond du piézomètre. On effectuait ensuite l'analyse des prélè¬
vements correspondant à la vidange de 1/4, 1/2, 1 et 2 fois le volume du
piézomètre. Cette méthode s'est révélée adéquate du point de vue théori¬
que. En effet, l'étude de l'évolution des salinités au cours de la vidange
fait toujours apparaître une augmentation puis une stabilisation de la
salinité quand on a vidé entre 1 et 2 fois le piézomètre. On peut donc
admettre que cette valeur stabilisée correspond à la salinité au niveau
de la crépine.
En revanche, cette méthode s'sst heurtée à de nombreux
inconvénients d'ordre purement pratique.
. La crépine du clapet de pieit, très grossière, laisse
entrer une quantité de sable fin et limon sableux qui bloque rapidement
clapet de pied et clapets de pompe, si bien çfue celle-ci s'amorce très
difficilement.
. Le sable contenu dans les prélèvements rend souvent
difficile l'analyse au nitrate d'argent et la fausse considérablement
pour les faibles teneurs.
50
. Le fait de pomper semble avoir tendance à colmater la
crépine ou, pour le moins, à ensabler le piézomètre, comme cela a été
constaté lors de la deuxième campagne de mesures.
2°) - La deuxième méthode consiste à utiliser un conductivimètre
muni d'une sonde pouvant descendre jusqu'au fond du piézomètre.
Après prélèvement comme décrit ci-dessus, des mesures au
conductivimètre ont donné des résultats tout à fait concordants avec ceux
de la méthode précédente, légèrement supérieurs en général, ce qui est
normal puisque la conductivité de l'eau est sensible à la dissolution de
sels autres que les chlorures.
Mais cette méthode n'évite pas le fait d'avoir à pomper
une ou deux fols le volume du piézomètre. En effet, des mesures systéma¬
tiques ont montré qu'en régime d'équilibre, l'eau dans le piézomètre pré¬
sente une stratification de salinité ; seule la partie au niveau de la
crépine présente une salinité semblable à celle des terrains avoisinants.
Mais des mesures à ce niveau sont souvent difficiles, soit à cause d'étran¬
glements qui bloquent le passage de la sonde électrique, soit du fait de
la présence de sable qui fausse la mesure de résistivité.
Il est donc impératif, quelle que soit la méthode de mesure
[chimique ou électrique) de mettre au point un système de vidange du pié¬
zomètre. La solution probablement la plus simple consiste à utiliser un
tube métallique fermé à son extrémité inférieure, de 1 mètre à 1,50 mètre
de long, que l'on plongerait une dizaine de fois pour vidanger les piézo¬
mètres les plus longs.
3°) - Une dernière méthode, probablement la mieux adaptée, a été
testée parallèlement sur le forage d' OFFEKERQUE. Elle consiste à descendre
graduellement la sonde du conductivimètre dans un sondage crépine sur toute
sa hauteur et de diamètre important [au moins 10 cm) de façon à ce que l'eau
du sondage ne soit pas trop perturbée.
Les résultats ont déjà été présentés sur la planche n° 4.
Ils sont stables (le fait de monter et redescendre la sonde ne perturbe
que très peu la répartition verticale des salinités). Aux profondeurs pour
lesquelles des valeurs de salinité avaient été mesurées dans les piézomètres
alentour, on trouve des valeurs pratiquement identiques. Il reste à vérifier
que la structure verticale des salinités dans un tel piézomètre évolue, au
cours du temps, avec celle de l'eau des terrains.
51
Cette méthode est évidemment plus simple et rapide que la
flûte de Pan. Le coût d'investissement est du même ordre.
4.- RESULTATS
Les résultats des mesures au condttJKctivimètre sont synthétisés
dans les tableaux ci-dessous :
1°) - FLUTE DE PAN X 22
Piézo.
Pa
Pb
Pc
Pd
Pe
Profondeurs (m)
4,35
6,25
7,75
11,02
15,02
Salinité
(Na CL, g/l)
25-6
0,92
1,03
0,92
9,50
pas foré
8-7
0,92
1,02
1,07
6,05
27,6
11-9
0,93
1,12
1,12
9,60
29,10
2°) - FLUTE DE PAN DE LA FERME MAUBERT-SENNICüURT
Piézo.
P'a
P'b
P'c
P'd
P'e
Profondeurs (m)
3,06
4,77
6,41
10,58
15,37
Salinité
(Na .a, g/l)
8-7
0,98
0,91
0,45
16,00
21,00
11-9
0,92
0,82
0,78
14,70
23,70
Les résultats du 11-9 ont été reportés graphiiiiiuement sur la planche n° 7.
DEUXIEME PARTIE
NOTE DE SYNTHESE SUR LE PROBLEME DU
DEGAGEMENT DES RESSOURCES EN EAUX
NOUVELLES DANS LES WATERINGUES.
Résultats et Orientations pour la suite des études.
53
La présente note à pour but de faire le point de l'étude des
Wateringues à la suite du rapport de Mars 1969 "Etude hydrogéologique
des Wateringues - Période de drainage" et du présent rapport (Novembre
1969) - "Etudes complémentaires".
Nous examinerons successivement :
- Comment et dans quel cadre se pose le problème de la four¬
niture d'un débit vers les futures zones industrielles et urbaines entre
Calais et Dunkerque.
- Ce que sont les résultats obtenus sur 1' hydrogéologie des
Wateringues depuis le début des études, en Novembre 1968, et ceux qui
restent à obtenir afin d'avoir une connaissance aussi complète que pos¬
sible du fonctionnement hydraulique des Wateringues.
- Comment, en regard des données hydrauliques de base, l'objec¬
tif final peut être traduit en termes de recherches et de travaux.
- Enfin, et de façon rapide, quelles pourraient être les opéra¬
tions permettant de mener des recherches et des travaux.
54
1.- DEFINITION ET CADRE DU PROBLEME
La région littorale des Wateringues, essentiellement agricole,
est caractérisée par la faible altitude et la faible perméabilité de ses
terrains, et par la permanence de traditions efexploitation séculaires.
De cet ensemble de conditions naturelles et hiumaines dépendent les prin-
paux traits physiques de la région et la nature particulière des problè¬
mes posés par la perspective d'une industrialisation et d'une urbanisa¬
tion poussées du secteur cotier (extension de Dunkerque et de Calais).
Les Wateringues sont quadrillées par un réseau ancien et fort
complexe de petits canaux (watergangs] qui, vidiangés à la mer à marée
basse, assurent le drainage de cette région naturellement marécageuse.
Les watergangs fonctionnent alternativement en drainage (d'octobre à
avril, en principe) et en irrigation le reste eu temps. L'Aa et d'autres
canaux de navigation, qui traversent les Wateringues, alimentent les
watergangs en période d'irrigation.
Les débits unitaires exploitables dams la nappe des Wateringues
comme dans les nappes sous-jacentes d'ailleurs - sont limités en raison
de la faible perméabilité des terrains, aussi les principales ressources
en eau de la région (sinon les seules, dès que les besoins dépassent la
consommation individuelle d'un habitat rural tirés disséminé) sont cons¬
tituées par les eaux de surface.
Les ressources en eau nouvelles, nécsssaires à l'industriali¬
sation du secteur cotier, ne peuvent donc être prélevées que sur l'Aa,
or, actuellement, chaque année ou presque, de mai à septembre donc en
étiage - la totalité du débit disponible peut être utilisé pour l'ir¬
rigation.
Toute l'eau d'irrigation n'est pas '"(consommée" ; une partie,
peut-être la plus importante, est rejeté à la mer par les exutoires des
Wateringues et, à supposer que l'opération soit réalisable, on pourrait
envisager de récupérer le débit de sortie pour les besoins industriels,
si l'eau des watergangs n'était salée.
Le dégagement des ressources nouvelles ne peut donc se traduire
que par une diminution du débit d'irrigation.
55 -
A priori, cette diminution semblerait pouvoir être obtenue par
simple réduction des pertes dues notamment à une défectuosité des ouvra¬
ges à la mer, a de fausses manoeuvres des vanimrs, etc.. Mais un catalogue
des déficiences du système ne peut être dresîssM qu'en référence à des nor¬
mes (de débits, de niveaux, etc...), or ces nrraiirmes n'existent pas - qui plus
est, les raisons de l'irrigation actuelle ne sont pas clairement définies,
au point que l'on peut se demander si cette inrigation n'est pas en grande
partie un fait de tradition ayant survécu à des. objectifs surannés (distri¬
bution d'eau pour l'alimentation animale et hiîinaine, par exemple) :
Il faut donc redéfinir les buts et les normes de l'irrigation dans
les Wateringues, ce qui suppose une connaissance aussi parfaite que possi¬
ble du régime et de la qualité des eaux soutenraines.
2.- CONNAISSANCE HYDROGEOLOGIQUE DE BASE : BIL^ DES RESULTATS (*)
A - DONNEES ACQUISES
1°) - Géologie
Une première esquisse géolaigique des Wateringues a pu
être dressée. Les principaux types de sols de lia plaine littorale et des
terrains encaissants sont identifiés. Notamnsnt, la nature des contacts
latéraux des sables quaternaires où circule la nappe des Wateringues a
permis de préciser les conditions aux limites hydrauliques de la nappe
"coté terre".
La configuration du mur imjierméable des sables deman¬
derait à être précisée, mais des données supplfmentalres ne modifieraient
pas l'allure type de l'aquifère, qui se présents' sous la forme d'un biseau
de sable dont l'épaisseur croît vers la mer pflJir atteindre une trentaine
de mètres d'épaisseur sous la côte.
(*) Le domaine étudié s'étend de Calais à Coppenaxfort.
56
Les terrains sont franchement sableux au Nord. Vers le
Sud, c'est-à-dire vers les affleurements de bordure, les sables se chargent
en argiles.
2°) - Piézométrie
A la suite de relevés effectués sur des puits fermés,
des sondages à la tarières et les Watergangs en Novembre - Décembre 1968
et en Mars 1969, on a une bonne connaissance de la piézométrie de la nappe
en période de drainage. Néanmoins dans le dé-ttail cette piézométrie est
insuffisante. Très schématiquement, on peut caractériser la nappe des
Wateringues comme un assemblage de parcelles où la forme de la surface
libre est directement influencée par les watergangs qui les limitent ;
or, à cette échelle, le maillage des points d'eau qui ont été levés est
trop lâche.
Si l'on n'examine que les points singuliers consti¬
tués par les multiples crêtes piézométriques locales, on constate que
leur altitude décroît constamment du secteur cotier vers l'intérieur
des terres, de la côte moyenne 2,5 NGF à la côte moyenne 1 NGF. A
l'ouest, dans le marais de Guiñes, le niveau piézométrique de la nappe
peut même se trouver à des côtes négatives.
La nappe est légèrement captive sous le recouvrement,
peu épais, des limons de surface.
3°) - Paramètres hydrauliques
Un essai de pompage effectué près d' Offekerque a donné
les résultats suivants :
-4Perméabilité horizontale, K. = 2.10 m/s
h
Perméabilité verticale, K = 10 m/s
^-20.Kv
-3
Coefficient d'emmagasineraejit S, de l'ordre de 2 à 5.10
4°) - Salinités de la nappe et des eaux de surface
Sur toute son étendue, la nappe des Wateringues pré¬
sente un profil de salinité comportant, en siurface des valeurs comparables
à celle de l'eau douce (teneurs en Cl comprises entre 100 et 300 mg/l)
et, en profondeur, des valeurs comparables à celle de l'eau de mer.
- 57
La couche à eau douce et la couche à eau très salée
sont séparées par une zone de transition relativement épaisse (5 à 10 m] .
Une interface, confondue sensiblement avec la partie
supérieure de la zone de transition, a pu être tracé sur les différents
profils étudiés par la géophysique. La valeur de salinité qui lui corres¬
pond est de l'ordre du g/l de Cl Na, équivalent soit 0,6 mg/l de C-l" (*) .
L'épaisseur de la tranche d'eau "douce" ainsi définie
est au maximum de 20 m, au minimum de 2 m ; l'épaisseur la plus fréquemment
rencontrée s'élève à 5 - 7 m.
Une première esquisse de carte de la profondeur de l'in¬
terface a été tracée au 1/50.000 par interpolation des résultats obtenus
sur les profils géophysiques.
Les watergangs drainent la nappe (sauf, sans doute, la
base des couches salées) et véhiculent de ce.; fait des eaux saumâtres. Leur
salinité est comprise entre 1 et 10 g/l de O Na équivalent.
5°) - Alimentation de la nappe
L'essentiel des apports à la nappe provient, d'une part
des pluies, qui alimentent la "nappe" d ' eau atouce superficielle, d'autre
part de la mer dont les eaux s'introduisent dians l'aquifère sous la côte.
L'eau d'irrigation pourrait, sous certaines conditions
que nous examinerons ultérieurement, partidor à l'alimentation de la
nappe.
La condition aux limites de la nappe côté mer est dé¬
terminée - du moins sur l'unique profil où d.^ piézomètres littoraux ont
été implantés - par la présence d'un front d^ailimentatlon à la côte 2,80
NGF environ. Relativement aux niveaux en mer, ce front apparaît comme un
"front fictif" ; il correspond en effet à la teuteur du flot de haute mer
et se situe à 3 m au-dessus du niveau moyen cte la mer. Le niveau piézomé¬
trique de la nappe culmine, dans les dunes, à la cote approximative de 3
NGF et ne peut donc constituer une barrière d"eau douce suffisante contre
ces intrusions salines.
C*) L'interface n'a pu être rapportés à la valeur classique, utile pour l'in¬
dustrie et l'agriculture, de 0,3 g/l de CL". ¡Les salinités obtenues lors
de l'étalonnage de la géophysique ont en ef-fiett toutes donnée une discon¬
tinuité des profils pour des valeurs supéri^miiires.
- 58
Cependant, il est bien évident que cette intrusion
ne peut expliquer la présence d'eau salée qui a été mise en évidence
dans toute la plaine des Wateringues par la oaiipagne de sondages élec¬
triques. Cette nappe salée existe sans doute cSepuis la période d'immer¬
sion qui s'est terminée à l'époque Gallo-romaime. Le recul de la mer
depuis cette époque a permis aux eaux pluviales de s'infiltrer pour for¬
mer une couche d'eau douce reposant sur les eaux salées et on peut avan¬
cer l'hypothèse qu'actuellement la nappe est an période pseudo-stabilisée.
le drainage d'eaux saumâtres par les watergangs compensant l'intrusion
d'eau salée par le bord de mer.
6°) .- Fluctuations de la nappe
Nous ne possédons pas de cSonnées quantitatives sur les
fluctuations du niveau de la nappe. Toutefois de brèves observations ont
permis d'avoir une idée de l'allure du phénomène, ce qui, sous réserve de
vérifications, constitué, un acquis fondamental pour la définition d'une
méthode d'observation adéquate de la nappe.
La nappe des Wateringues est, semble-t-il, extrêmement
sensible a la pluviosité. Cette sensibilité pourrait s'expliquer de la
façon suivante :
- d'une part la nappe est partout proche du sol ; la
tranche des terrains au-dessus de la nappe es-t. en hiver et au printemps
du moins, probablement tensio-saturée ou proche de "îâ- -' saturation, ce
qui favorise la pénétration rapide des eaux d''infiltration ;
- d'autre part, le ruissellement n'est pas négligeable
comme, au premier abord, on pourrait le penser en raison de la platitude
du terrain. L'élément qui prime est l'existence du réseau de watergangs
dont la densité est -telle que le chemin de parxnurs d'une goutte d'eau vers
un exutoire quelconque est toujours faible. Une pluie se tranduit donc par
une brusque augmentation des débits superficiels et un relèvement conséquent
de ce "niveau de base" quâ constitue le plan d'eau des watergangs. Ce relè¬
vement se conjugue avec l'infiltration pour donner à la remontée des niveaux
piézométriques son caractère de rapidité.
Les remontées peuvent s'effacer aussi vite qu'elles sont
apparues.
59
Ce phénomène explique l'existence d'une zone de tran¬
sition saline épaisse, qui, on le sait, est due principalement, non à la
diffusion, mais aux battements de la nappe.
Pratiquement, l'étude des variations de niveau de la
nappe devra tenir compte des rythmes de fluctuations. Des levés mensuels
ou même hebdomadaires donneraient une image fausse du régime de la nappe ;
ils devront être couplés à des enregistrements limnigraphiques en quelques
points de la plaine. L'ensemble du dispositif permettra de faire le départ
entre les fluctuations saisonnières et d'autres fluctuations, sans doute
du même ordre de grandeur, qui ne sont notables qu'à l'échelle de la jour¬
née ou de l'orage.
La remarque vaut pour toutes les autres mesures qui
pourraient éventuellement être effectuées : débits, salinité des eaux
de surface, salinité -des eaux souterraines.
. 7°) - Méthodes d'investigation
Les opérations de terrain ont été l'occasion de confir¬
mer ou de mettre au point des méthodes permettant de résoudre les problèmes
posés par l'observation d'une nappe à circulation lente et contenant des
eaux à différentes densités. Ces méthodes sont d'ordre divers : prospection
par sondages et carottages électriques, mode de fonçage de piézomètres per¬
turbant aussi peu que possible la répartition verticale des salinités,
emploi du conductivimètre pour la mesure des salinités, prises d'échan¬
tillons et mesures directes dans les dispositifs en "flûte de Pan", etc..
En matière de technologie la recherche n'est pas close ; toutefois, on
peut dire que l'on possède désormais un arsenal de moyens suffisant pour
continuer d'avancer dans la connaissance du fonctionnement hydraulique
des Wateringues.
B - DONNEES A OBTENIR
Aux observations instantanées déjà réalisées doivent s'ajou¬
ter des observations régulières tout au long d'un cycle annuel au moins,
qui seules permettront d'analyser finement le fonctionnement de la nappe,
de connaître l'influence actuelle de l'irrigation et d'en déterminer, pour
l'avenir, les buts et les normes.
60
1°) - Données climatologiques et hydrologiques
Les moyens propres à obtenir des données sont actuel¬
lement mis en oeuvre par le Service des voies navigables et la SOGREAH.
L'intérêt de ces travaux est évident : connaissance des débits d'irriga¬
tion, qui constituent l'enjeu même de l'étude des Wateringues, détermina¬
tion de la part de l'eau d'irrigation participant à l'alimentation de la
nappe, établissement des bilans "eau" et "sel" (55).
Mais il faut noter que, sauf pour la mesure des débits
d'irrigation, qui s'effectue à l'entrée du réseau des watergangs et qui
de ce fait, est facile à réaliser (du moins théoriquement], les diffé¬
rents débits seront difficile à identifier donc à évaluer. En effet,
dans le cas le plus général, les débits mesurés à la sortie du réseau
comprendront :
- les eaux de ruissellement
- les apports spécifiques des pluies à la nappe
- les apports d'eau de mer à la nappe
- la part des eaux d'irrigation transitant dans
le réseau des watergangs sans passer dans la
nappe.
2°) - Etude de la piézométrie et de l'interface à l'échelle
de la parcelle.
Il est nécessaire de compléter le tracé de la piézométrie
et de l'interface déjà obtenue à l'échelle de la plaine par des observations
sur quelques unes des parcelles, dont les frontières sont les watergangs et
dont l'assemblage constitue la plaine des Wateringues. De watergang à
watergang la configuration de la nappe et de l'interface doit présenter des
écarts d'altitude non négligeables, qui représentent sans doute, au moins
en ordre de grandeur, l'échelle à laquelle le problème agricole de la pro¬
fondeur des eaux douces et des eaux salées doit être traité.
Une implantation piézométrique fine et la réalisation de
deux flûtes de Pan (l'une vers la crête piézométrique, l'autre proche du wa¬
tergang) devraient être effectuées après délimitation, sur ces parcelles
qui présentent la symétrie d'un carré ou d'un rectangle, d'un "casier" hy-
drauliquement représentatif.
(*] Des stations de mesure des salinités sont couplées à des stations de
jaugeages.
61 -
3.- APPROCHE DU PROBLEME DE L'IRRIGATION
D'emblée on peut définir les deux buts que pourrait avoir une
irrigation dans les Wateringues :
- conservation d'un niveau de nappe minima
- maintien de l'interface en-dessaHus d'un niveau maxima.
Ce n'est évidemment qu'à partir dtuj izcment où l'on possédera
une série de relevés du niveau de la nappe et de l'interface recoupant
des périodes clé comme une année ou un été très secs que l'on pourra
dire si une irrigation est nécessaire et, dains l'affirmative, déterminer
les moyens et les débits à mettre en oeuvre.
Deux questions préalables doivent être résolues :
- Comment répartir sur les Wateringues le dispositif d'ob¬
servation du niveau de la nappe et de l'interface ;
- comment donner le maximum de souplesse à une étude s 'éten¬
dant a priori sur plusieurs années ; est-il possible, en se fixant des
objectifs partiels, de la scinder en phases de compréhension croissante
des phénomènes.
Avant de répondre à ces questions examinons le problème des re¬
montées salines provoquées par un abaissement saisonnier des niveaux pié¬
zométriques. Ces remontées peuvent s'effectuer, à priori, selon deux pro¬
cessus différents :
1er processus : augmentation du débit de sel entrant sous la
côte, due à l'atténuation de l'effet de barrière hydraulique.
2e processus : diminution du débit ife sel sortant dans les
watergangs. Lorsque la nappe baisse, l'intensité du drainage diminue
corrélativement ; une partie des eaux salées q¡ui étaient drainées lorsque
la nappe était haute,; ne l'est plus et vient enrichir en sel des cou¬
ches de plus en plus hautes du terrain.
62
1°] - Répartition du disposi-t±.f d'observation
Dans le premier procesata. l'élément déterminant est
la piézométrie en bord de mer et il est perrdis de penser que pour l'en¬
semble de la plaine agricole, le transitoire saisonnier du débit de sel
entrant est très peu sensible. Si ce procesHJs opérait seul, il est pro¬
bable que l'interface se maintiendrait à une position pratiquement inva¬
riable.
On peut admettre que seul le second processus entre
en jeu et que l'étude du transitoire saisonnite" relève d'une analyse
"verticale" pouvant être menée sur des secteuiB placés à une distance
quelconque de la mer. On retrouve ainsi la nottion de "Casier" dont nous
avons parlé plus haut.
Toutefois, l'hypothèse dti débit entrant pseudo¬
permanent ne peut être faite que pour des condütions inchangées de la
piézométrie en bord de mer. Or, 1 'urbanisatioï prévue du secteur cotier
est de nature à les modifier radicalement. On peut craindre une diminu¬
tion de l'infiltration des eaux pluviales et une augmentation corrélative
du débit de sel entrant, donc, à terme, un rel'lèvement de l'interface dans
la plaine. On devra tenir compte pa-conséquertt des changements qui peu¬
vent intervenir dans les conditions aux limilas de la nappe.
2°) - Approche par phases
C'est le processus N° 2 qji, se répétant indéfiniment
sous l'effet des battements de la nappe, a pravoqué le développement d'une
zone de transition. L'épaisseur relativement iimportante de cette zone
laisserait penser que les échanges verticaux ctb sel seraient assez lents
en regard des fluctuations saisonnières, autriment dit qu'il existerait
pour cette zone un état d'équilibre autour dufljel varierait peu les états
limites saisonniers. En définitive, en période de basses eaux, l'enrichis¬
sement global en sel de la nappe et les remortbées salines seraient indubi¬
tables, mais ces dernières pourraient ne pas -bjoIv de conséquences notables
sur les cultures.
63 -
La vérification de cette thypothèse constitue un ob¬
jectif partiel de l'étude . Cet objectif peuiitt être atteint au cours
d'une année de pluviosité quelconque, donc à court terme. Il suffira,
en effet, de connaître la manière dont évolue le profil de salinité
sous l'effet d'un abaissement d'importance quelconque des niveaux
piézométriques.
Notons que l'enjeu de cette phase est important, car
elle consiste à prouver que le sel est un problème, ou non» pour l'agricul¬
ture. Dans la négative, la gestion de la nappE se trouverait très simpli¬
fiée. En effet, même si la conservation d'un iriveau de nappe minima reste
comme seul impératif, il paraît plus facile d"atteindre cet objectif que
de maintenir, en outre, l'interface en-dessous d'un niveau minima (*) .
4u- OPERATIONS A REALISER
Les données de base manquantes et l"implantation correspondante
ont été examinées au paragraphe II. B
En ce qui concerne l'étude particulière des fluctuations de niveau
et d'interface, le choix des casiers devra être fait en fonction de deux
critères. La nature plus ou moins argileuse des sables et la profondeur
de l'interface.
Leur nombre devra être fixé en tenairt compte du fait que ce
seront les seuls endroits de la plaine agricole où la salinité des eaux
souterraines pourra être mesurée ; à priori 4 casiers au moins devront
être prévus.
L'équipement des casiers décrit au ipa^agraphe 2.B.2 pourra être
complété par l'installation de pluviomètres ei de stations de jaugeages sur
les v,/atergangs aux limites des parcelles.
(*] Dans le premier cas l'effet de l'irrigatim est rapide ; dans le second
cas, si des remontées salines prohibitives onit eu lieu, l'abaissement de
l'interface par irrigation ne peut opérer qu'avec lenteur, donc en néces¬
sitant des débits d'eau douce élevés.
- 64
En bordure de mer, d'autres profils de piézomètres du type de
celui qui existe déjà aux Huttes d'Oye seront implantés.
La fréquence des relevés de niveau et d'interface sur les casiers
et les piézomètres littoraux sera, comme indiqué au paragraphe 2. A. 6, déter¬
minée d'après les données limnigraphiques.
ETUDE DE
, a-r-7rz Parls, Novombro 1969.J . Dl¿t
A. DREYFUS
Pl.l
ESSAI DE POMPAGE D'OFFEKERQUE
SCHÉMA D IMPLANTATION
COUPE LITHOLOGIQUE
SCHÉMATIQUE DU FORAGE
14)801S,1015^30
Terre végétale et limons
Sable gris fin. légèrement
limoneux, avec quelques
coquillages
Galets roulés
^Limons
Sable fin limoneux et quelquesintercalations de limons [5/10cmj
.imons
Vers NP 40
N
t
Ferme
du Bisuel
SCHEMA DE LOCALISATION
BURGEAP. R. 480. 2134.- 11-69
ESSAI DE P O M P A G E D OFFEKERQUEPiezometres P2. P'2
Courbes de Theis en descente
100 ttimrt
ESSAI DE P O M P A G E D'OFFEKERQUEPiézométres P 1 . P 4 . P 5 . P'6
Début des courbes de Theis en descente
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1] MESURES PAR PRISE D'ECHANTILLONS ET ANALYSE 2] MESURES AU CONDUCTIVIMETRE [1 mois plus tard
P2Salinité en P2 avant essai.
PISalinité en P1 après essai.
Equivalent en |\|aCl dissous
mesuré électriquement.
BURGf;AP. E.48C.2:2'^.-:m6á
00
S3
ESSAI DE POMPAGE AU BISUEL (OFFEKERQUE)»
Interprétation par la méthode de Dagan
2
en
DESCENTE
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PI.6
FLÛTES DE PAN
RÉPARTITION DES SALINITÉS EN FONCTION DE LA PROFONDEUR
30 NaCI(9/i).
Flûte de pan X22
SCHÉMAS D'IMPLANTATION
Hangar W
f Vers NP 40
\\PCQ,
PDO
PEO
I Watergang
Offekerque à 300m
Flûte de pan Maubert-Sennicourt
Watergang
\ ^'''"^^>' ^.-"^ rue Dessenne
Hangar Guemps
Ferme Maubei t-oennicourt
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BURGEAP. H. 480. 2139. -1 1-69
PI.7
PSEUDO NORMALE
CAROTTAGES ÉLECTRIQUES
ET
MESURES AU CONDUCTIVIMÈTRE (X22)
Comparaison des résultats
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Mesures par carottage électrique
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BURGEA?. R. 430. 214C. -Il-c9
PI.8
SCHÉMA D IMPLANTATION
PIÉZOMÈTRES LITTORAUX
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tourelle de
.,/fortificationRestaurant de
l'Abri Cotier
Vers les Dunes d'Oye
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PROFIL PIÉZOMÉTRIQUE
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BURGEAF.R. 430, 2141
__%§§_ Cote piézométrique en eau douce
_3i01_ Cote piézométrique en eau salée
Position approximative de l'interface
6 Concentration en g/l de NaCl '^affectée au rriilieu de la crépine'
![Correction du bac blanc - [PanaMaths] - Accueil · Correction du bac blanc TES - Décembre 2012 On s’intéresse dans cette question à l’événement « X2 ». On a : p p p P P](https://img.pdfslide.fr/doc/110x75/5b9c5d7e09d3f272468c87db/correction-du-bac-blanc-panamaths-correction-du-bac-blanc-tes-decembre.jpg)