ÉVALUATION DE L’IMPACT DU PROJET DE CHAMP CAPTANT …

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ÉVALUATION DE L’IMPACT DU PROJET DE CHAMP CAPTANT DES LANDES DU MÉDOC

SYNTHESE DES TRAVAUX DE MODÉLISATION

1


• Aquifère

Ensemble de roches perméables permettant l’écoulement significatif d’une nappe souterraine et le captage de quantités d’eau appréciables.

Aquifère = milieu solide (contenant) + l'eau souterraine (contenu = nappe)

• Nappe

Eaux souterraines situées dans la zonesaturée dont toutes les parties sont enliaison hydraulique

• Niveau piézométrique

Limite entre la zone non saturée et lazone saturée (pour une nappe libre).Correspond à l’état d’énergie de l’eausouterraine. Permet d’appréhender lessens et les directions d’écoulements.

Quelques définitions

2

d’après JJ. Collin (2004)


• Dans un système multicouche, les différents types d’aquifères se superposent et sont séparés par des épontes

• Les sources constituent des émergences naturelles de ces nappes tandis que les pompages en forages ou dans les puits sont des émergences artificielles

Aquifères multicouches

3

2 - aquifères captifs :

1 - aquifères libres :

3 - aquitards


Formations rencontrées dans le Bassin aquitain

4

Age des terrains

≠

Age des eaux


- Améliorer les connaissances géologiques et hydrogéologiques dans la zone d’implantation du futur champ captant des Landes du Médoc afin d’orienter au mieux les choix de réalisation des futurs ouvrages et contrôler l’impact de différentes configurations sur l’aquifère de l’Oligocène et les nappes encadrantes (notamment Plio-Quaternaire)

Enjeux du projet

5

Objectif principal de l’étude PHONEME :


• la nappe oligocène (env. 150-200 m de prof.),

• les formations encadrantes et en particulier la nappe du Plio-quaternaire,

• Le réseau hydrographique superficiel (lacs et cours d’eau)

Zone d’étude et objectifs

Préciser l’impact potentiel du projet de champ captant sur :

6

Etang de

Lacanau

Ste-HélèneOcéan

Ouest – B Est - A

Eocène

Oligocène

Miocène

Plio-Quaternaire

Garonne

Miocène

0

-200

-400

-600


La finalité d’un modèle est de représenter schématiquement une entité ou un processus réel dans le but de comprendre et d’expliquer son fonctionnement mais également de prévoir son comportement.

Approche par modélisation

Pourquoi un modèle?

7

Deux types de modèle ont été utilisés dans le cadre de ce projet :

o Un modèle hydrodynamique PHONEME (développé par le BRGM-Bureau de recherches géologiques et minières) pour évaluer l’impact à long terme de la réalisation du champ captant sur la nappe de l’Oligocène et les aquifères encadrants et tout particulièrement la nappe du Plio-Quaternaire.

=>Impact sur les nappes

o Un modèle de processus GO+ (développé par l’INRA-Institut national de recherche agroalimentaire) qui est utilisé pour décrire et simuler le fonctionnement biophysique et biogéochimique des forêts en réponse au changement global et à la sylviculture.

=>Impact sur la forêt


• 15 couches modélisées :

o 8 aquifères

o 7 formations imperméables (épontes)

• Une surface totale de 3 600 km²

• Une zone raffinée dans la zone d ’intérêt de 960 km² avec une taille de maille 400 fois plus fine

• 160 pas de temps trimestriels (1972-2012) afin de prendre en compte les variations saisonnières

Caractéristiques du modèle

8> 8

Ste-Hélène

Océan

A

EstLacanau

Castelnau de MédocBrach

Carcan

Garonne

B

Ouest

Etang de

Lacanau


o 12 décembre 2014 (début concertation): présentation des outils (MONA-Modèle hydrodynamique nord-aquitain/PHONEME-Programme pour l’amélioration des connaissances géologiques et hydrogéologiques de l’Oligocène dans le secteur du champ captant des Landes du Médoc) et de la démarche

o 9 février 2015 et 27 février : présentation des premiers résultats de calage du modèle

o 1 octobre 2015 / 20 octobre 2015 (1er atelier) :présentation des pompages fait à Sainte-Hélène sur forages existants et améliorations du modèle (amélioration de la prise en compte du réseau hydrographique et de la recharge), présentation de premiers résultats d’impact (configuration initiale, impact d’un déplacement vers le sud du champ captant pour minimiser l’impact)

Un projet au long terme avec une phase importante de concertation

Les différentes réunions où les travaux technique ont été présentés

9


Construction et calage du modèle

10

Prélèvements

en forage

Données climatiques

Météo France

Données

géologiques

Propriétés des

réservoirs

Débits mesurés

dans les cours

d’eau

Observations des

niveaux de nappe

Comparaison

simulation/observation

Validation du modèle


Les points de contrôle du modèle

11


Validation calage

12


o 12 décembre 2014 (début concertation): présentation des outils (MONA/PHONEME) et de la démarche



o 18 décembre 2015 : réflexion sur les aspects changement climatique

o 20 janvier 2016 : Modalités de prise en compte du changement climatique dans les scénarios à simuler dans les modèles du BRGM et de l'INRA. Test sur la période 1976-2012 avec mise en place du champ captant à partir de 1980

o 8 juin 2016 : Réflexion sur les conditions climatiques et impact de la position du champ captant

o 28-30 juin 2016 : Test de différentes configuration de champ captant pour minimiser l’impact sur la nappe du Plio-Quaternaire



13


Travail sur la configuration du champ captant

14

Version initiale

Ecartement des forages

Déplacement sud

Configuration retenue

Fin septembre

Sortie du modèle ayant servi au travail de l’INRA


Couplage des modèles

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PHONEME GO+

Niveau/Profondeur de

la nappe

Paramètres

biophysiques

Paramètres

initiaux

Pratiques

sylvicoles

Impact de l’exploitation du

champ captant sur la

production sylvicole

Prélèvements

en forageDonnées

géologiquesPropriétés des

réservoirs

Données climatiques

Météo France

et scénarios

changement

climatique


0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12

Imp

act

lié à

la m

ise

en

oe

uvr

e d

u c

ham

p c

apta

nt

en

m

Années

Contrôle impact Nord Contrôle impact Centre Contrôle impact Sud

Ecart entre simulation avec et sans champ captant utilisé par l’INRA

16


o 12 décembre 2014 (début concertation): présentation des outils (MONA/PHONEME) et de la démarche



o 18 décembre 2015 : réflexion sur les aspects changement climatique

o 20 janvier 2016 : Modalités de prise en compte du changement climatique dans les scénarios à simuler dans les modèles du BRGM et de l'INRA. Test sur la période 1976-2012 avec mise en place du champ captant à partir de 1980

o 8 juin 2016 : Réflexion sur les conditions climatiques et impact de la position du champ captant

o 28-30 juin 2016 : Test de différentes configuration de champ captant pour minimiser l’impact sur la nappe du Plio-Quaternaire

o Test de pompage sur le site de Saumos en décembre 2016

o Réalisation de forages en flute de pan sur la commune du Temple et réalisation de pompages courant 2017

o Inter-CLE du 7 décembre 2017 : Présentation des investigations de terrain et des résultats de l’INRA

o Inter-CLE du 26 avril 2018 : Point d’avancement sur les travaux de modélisation



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Investigations de terrains pour améliorer la robustesse du modèle

Zone d’information

lacunaire sur les nappes

Réalisation d’essais de débits sur

des forages existants (forages

Miocène et Oligocène de Saumos)Forages de reconnaissance à

l’Oligocène pour valider les paramètres

physiques de la nappe dans

l’hypothèse d’un déplacement du

champ captant vers le sud

Réinterprétation de l’essai de 1990

à l’Oligocène

Paramètres hydrodynamiques déjà disponibles

provenant des travaux précédents (Tests très

longue durée sur les forages SF1 et SF2 de 2003)

Réinterprétation de l’essai

de 1991 à l’Oligocène

Nouveau test sur le forage

DFCI (Défense forestière

contre l’incendie(Miocène)

en 2015


• Réalisation de pompages d’essais sur le site de Saumos en décembre 2016

o Utilisation du dispositif en place (pompe en place) pour réaliser des tests sur le forage oligocène et le forage aquitanien pour obtenir les paramètres hydrodynamiques locaux de chaque réservoirs

o Pompage limité dans le temps pour ne pas perturber la distribution d’eau potable mais suffisant pour acquérir les paramètre hydrodynamiques

• Création de 4 forages sur la commune du Temple

o Suivis géologiques fins, datations micropaléontologiques, diagraphies

o Tests de pompages réalisés sur chacun des forages

o Réalisation de pompages sur chacun des forages pour caractériser les propriétés des réservoirs et mesures des niveaux sur l’ensemble des aquifères captés pour évaluer les échanges entre nappes.

Investigations complémentaires réalisées

Objectif : acquérir des données physiques mesurées in-situ, dans les secteurs à enjeu présentant peu ou pas d’informations, pour affiner les résultats du modèle

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Pompages - site Saumos

o Acquisitions de valeurs de paramètres sur les aquifères de l’Aquitanien et de l’Oligocène

o L’aquifère de l’Oligocène (réservoir fracturé) est plus productif que celui de l’Aquitanien.

o Influence du pompage oligocène sur la nappe de l’Aquitanien (12 cm) mais pas d’influence observée sur la nappe du Plio-Quaternaire

20

T=5,6.10-4 m²/s

T=1,9.10-4 m²/s

Q=25 m³/h

Q=7 m³/h


• Description des déblais de forages

échantillonnés tous les mètres

• Mesures physiques :

o gamma-ray

o résistivité

o diagraphies de flux, températures

et conductivité, en statique et

dynamique

• Analyses micropaléontologiques

Forages du Temple

Améliorations des connaissances géologiques 16.0

75.5

164.0

273.0

Rotary 31" à laboue de 0.00 à16.00 mTube 26" acierde 0.00 à 16.00mNiveau d'eau à9.74 m

Tube 18"5/8acier de 0.00 à75.50 mRotary 24" à laboue de 16.00à 75.50 m

Tube 12"1/4inox de 0.00 à164.00 m

Rotary 17"1/2 àla boue de75.50 à 164.00m

Rotary 12" 1/2à la boue de164.00 à286.00 m

Fond plat à273.00 m

Pli

o-Q

ua

tern

air

eS

err

av

all

ien

Aq

uit

an

ien

Oli

go

cè

ne

35.0

50.0

57.0

67.0

71.0

76.0

107.0

116.0119.0

127.0

154.0

160.0

183.0

277.0

286.0

Sable moyen à fins grisbeige

Sable moyen à grossier etgraviers

Sable argileux

Sable fin à moyen

Argile sableuse

Sable et gravier à coquilles

Grès cabonaté marneux àtrès marneux etglauconieux à la base

Marne gris sombre

Grès grossier carbonatéGrès carbonaté marneux etglauconieux

Marne glauconieuse grise

Grès carbonaté marneux

Calcaire fin blanc àniveaux +/- marneux

Calcaire bioclastique

Marne verdâtre

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

110.0

120.0

130.0

140.0

150.0

160.0

170.0

180.0

190.0

200.0

210.0

220.0

230.0

240.0

250.0

260.0

270.0

280.0

(m)

équipe

Prof

prévisionnelle

Coupe technique

Ag

e

Lith

o

(m)

Prof Description

0

50

10

0

15

0

(CPS)

Gamma

0

50

10

0

15

0

20

0

Resist 64" (Ohmm)

0

50

10

0

15

0

20

0

Resist 16" (Ohmm)

Prof (m)

21

Peu d’écarts avec la coupe prévisionnelle basée sur la géométrie Phoneme V2.1


• Préciser les échanges entre aquifères à partir des pompages du Temple.

• Plusieurs approches :

o Approche par modélisation des essais par des solutions analytiques.

o Approche par un modèle local dédié à la reproduction des essais du

Temple.

o Transposition des paramètres du modèle local au modèle PHONEME pour

évaluer les impacts du champ captant.

Evaluation des impacts du champ captant

Objectif

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• Mise jour de la géométrie à partir des données du forage du Temple et des

corrélations avec les forages avoisinants,

• Intégration des paramètres hydrodynamiques provenant des pompages de

Saumos et du Temple,

• Réajustement du calage du modèle avec prise en compte des niveaux mesurés

sur les forages du Temple (même si on ne dispose pas de chroniques

d’observations pour l’instant)

• Re-validation du modèle sur le secteur de Sainte-Hélène à partir des pompages

de 2003

• Reproduction du pompage du Temple dans le modèle.

• Calcul des impacts dans la configuration J

Mise à jour du modèle hydrodynamique

Approche

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Derniers résultat d’impact

Impact en basse eaux (septembre) après 10 ans d’exploitation à 10 millions de m³/an en considérant une recharge moyenne calculée sur 30 ans

24

Version 3

Configuration finale retenue du champ captant


Comparaison par rapport à la carte d’impact utilisé

Impact en basse eaux (septembre) après 10 ans d’exploitation à 10 millions de m³/an en considérant une recharge moyenne calculée sur 30 ans

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Version 3

Configuration du champ captant déplacement sudConfiguration finale retenue du champ captant

Version utilisée par l’INRA


Impacts saisonniers du projet de champ captant dans la nappe du Plio-Quaternaire (10 millions de m³/an- recharge moyenne sur 30 ans– configuration J

26

Fin mars Fin juin

Fin décembreFin septembre

Impact max 10 cm Impact max 9 cm

Impact max 10 cm Impact max 11 cm


0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12

Imp

act

lié à

la m

ise

en

oe

uvr

e d

u c

ham

p c

apta

nt

en

m

Années


Ecart entre simulation avec et sans champ captant utilisé par l’INRA

27


0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12

Imp

act

lié à

la m

ise

en

oe

uvr

e d

u c

ham

p c

apta

nt

en

m

Années


Ecart entre simulation avec et sans champ derniers résultats

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- La reproduction des essais dans les différents modèles a permis de cadrer les paramètres hydrodynamiques à intégrer au modèle PHONEME

- Les modèles réalisée restent des simplifications du système étudié et qu’ils ont tendance à surestimer les impacts dans les aquifères encadrants

- Les ordres de grandeurs maximum des impacts (rabattements de 10 à 15 cm) obtenus avec les différentes versions du modèle (version 2 et 3) restent inchangés.

Conclusions

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Bilan des travaux réalisés sur les pompages d’essais

Bilan de l’évaluation des impacts au Plio-Quaternaire

Documents

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