ACTUALISATION DES SYNTHESES HYDROGEOLOGIQUES...

ACTUALISATION DES SYNTHESES HYDROGEOLOGIQUES REGIONALES SUR

Description des entités hydrogéologiques, guide méthodologique du découpage et présentation de la

maquette de rendu final

RHÔNE-MEDITERRANEE-CORSE

Etude réalisée dans le cadre des opérations de Service public du BRGM O1 EAU 263

C. Lamotîe

juin 2001 BRGMIRP-50957-FA

Actualisation des synthèses hydrogéologiques en RMC Description des enlilès hydrogéologiques et guide méthodologique du découpage

Mots clés . Bassin Rhône-Méditerranée-Corse, hydrogéologie, synthèse, entités hydrogéologiques, systèmes aquifères, domaines hydrogéologiques. région Franche-Comté, région Provence-Alpes-Côte d'Azur, région Languedoc-Roussillon, réçion Rhône-Alpes

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

Lamotte C. (200 1) - Actualisation des synthèses hydrogéologiques régionales sur Rhône-Méditerranée-Corse. Description des entités hydrogéologiques. guide méthodologique du découpage et présentation de la maquette de rendu final. BRGM / RP-50057.FR, 36 p, 1 annexe.

2

Actualisation des synthèses hydrogéologiques en RMC Description des entités hydrogéologiques et guide méthodologique du découpage

Synthèse

Ce rapport fait suite au rapport BRGM RP-5054O.FR qui illustrait la fin de la première phase d’un travail pluriannuel consistant a actualiser le contenu et la forme des synthèses hydrogéologiques régionales sur le bassin R M C ~ Ce travail, réalisé dans le c,adre d’une convention passée entre l’Agence de l’Eau et le BRGM en août 1999, s’inscrit dans le cadre plus général de l‘actualisation des synthèses hydrogéologiques du Bassin RMC, qui doit être terminée en 2004. Suite aux remarques formulées et aux modifications demandées par l’Agence de l’Eau, le rapport précédent a été scindé en deux parties qui [ont chacune l’objet d’un rapport, Ainsi, le présent rapport traite de la méthodologie d u découpage des entités hydrogéologiques et un second (BRGM IRP- 50956-FR) présente la base de données informatiques.

Cette opération s’articule en trois phases : phase 1 ~ réflexion méthodologique (découpage des entités, conception d’une base de données informatiques, mise en place d’une banque de données bibliographiques. réflexion sur le rendu des résultats),

contours en concertation avec les hydrogéologues exerçanl en région (DIREN, MISE, hydrogéologues agréés, . . .),

. phase 2 : révision d u référentiel (( entités hydrogéoloçiques )) (révision des

phase 3 : réalisation et présentation de synthèses par entité hydrogéologique. .

Elle concerne six régions en RMC (Languedoc - Roussillon, Franche - comté^ Provence - Alpes - Côte d’Azur, Rhône - Alpes, Bourgogne et corse)^ L’état d’avancement par région a fait l’objet d’un rapport particulier. dans lequel figure éçalement le travail réalisé sur la collecte bibliographique, prévue initialement en phase 3 (BRGWRP-50753-FR).

Les principales innovation de la future synthèse reposent sur : - L’existence d’une base de données informatiques rassemblant les données chiffrées

et les commentaires relatifs aux entités hydrogéologiques ;

La redéfinition de certains concepts de base au delà des (( systèmes aquifères )) et des (( domaines hydrogéologiques ». qui avaient été définis par J. Margat et utilisés dans les synthèses précédentes (qui remontent au début des années 1980), sept types d’entités ont fait l’objet de définition, a savoir :

-

-

-

- Les unités karstiques : -

- Les doinairies de montagne, - Les domaines de socle ;

- Les domaines volcaniques.

Les systèmes aquifères alluviaux ;

Les systèmes aquifères sédimentaires non alluviaux ;

Les grands domaines peu ou pas aquifères

A ces sept catéçoi-ies, viennent s’ajouter les aquifères captifs ou semi-captifs, qui peuvent se retrouver à l’intérieur des sept catégories précédentes.

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Sommaire

1 . INTRODUCTION ............................................................................................... 5

I . 1 . Pourquoi une actualisation des syntheses existantes ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

LES ENTITES HYDROGEOLOGIQUES ......................................................... 8

1.2. Les phases de réalisation des travaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2 1 . Définition de quelques concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2 .

2.2 . Historique du découpage et définition des entités. .............. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2 . 2 ~ 1 . Définition nationale des entites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2 . 2 2 . Définition des entités en RMC ..................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

3 . LES GRANDES REGLES DE DECOUPAGE DES ENTITES HYDROGEOLOGIQUES ........................................................................................ 13

. .

: . 1 . Etat d’avancement des groupes de travail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

3 . l . 1 . Groupe de ti-avail (( socle )) .................................................. 3.1.2 . Groupe de travail (( Domaines intensément plissés (alpins et pyrénéens))) 15 .> . 1 ..> . Groupe de travail (( multi-couches captifs, semi-captifs et parties libres associees )) ...................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

-3.1 . 4. 3 . 1 . 5. 3 . 1 . 6. Groupe de travail (( volcanisme ))

1 -

. .

Groupe de travail (( Systèmes alluviaux )) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Groupe de ti-avail (( karst )) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ......................... 29

3.2.1. Systèmes aquifères alluviaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ......................... 29 3 2.2. 3 ~ 2 . 3 . 3 . 2 ~ 4 ~ 3 . 2 ~ 5 . 3.2.6.

ri.2 . Méthodologie adoptée au niveau du Bassin RMC ...................

Le decoupage des systèmes aquifères sédimentaires non alluviaux . . . . . . . . ..30 Lc découpage des domaines sédimentaires peu ou pas aquifères.~. . . . . . . . . . 31 Le découpage des domaines de socle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Le découpage des domaines de montagne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Le découpage des entités karstiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

3 ~ 2 . 7 . Le découpage des domaines volcaniques ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2 3 ~ 2 . 8 . Le cas des entités devenant captives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

4 . MAQUETTE DU CATALOGUE ..................................................................... 34

5 . CONCLUSIONS ................................................................................................ 35

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1. INTRODUCTION

1.1. POURQUOI UNE ACTUALISATION DES SYNTHESES EXISTANTES ?

Au début des années 1980, plusieurs travaux de synthèse portant sur les connaissances hydrogéologiques ont été réalisées dans le bassin RMC, soit à I’iniiiative de l’Agence de l’Eau, soit a celle de services régionaux (SRAE) ou départementaux (DDAF)

Ces travaux se présentent

- sous îorme de catalogues résumant la géométrie et la géologie des entités retenues, c’est a dire les domaines hydrogéologiques de référence, dont la liste fut adoptée par la Mission Déléguée de Bassin d u 04/03/80 (catalogue des domaines hydroçéologiques du bassin RMC de I’Açence de l’Eau),

sous forme de recueil, entité par enlité, de données géographiques, géologiques, géochimiques et hydroçéologiques, avec notamment des données estimatives des entrées, sotties et échanges d’eaux entre les entités (synthèses régionales par le RRGM),

en Rhône-Alpes, sous forme de recueils déparlementaux que le SRAE (devenu le SEMA) a, avec la DDAF ou les Conseils Généraux, réalisé a l’échelle départementale’.

-

-

Leurs origines diverses, le type de support de ces documents (papier la plupart du temps) et le temps écoulé depuis leur réalisation ont conduit l’Agence de l’Eau a commander une actualisation du référentiel hydrogéologique établi par M. Albinet, et des données relatives aux entités composant ce référentiel.

Cette tâche a été confiée au BRGM. à travers une série d’opérations pluriannuelles sur l’ensemble du bassin^ II s’agit notamment de :

Concevoir u n outil de stockage et de consultation des informations contenues dans la synthèse RMC, grâce à la réalisation d’une base de données informatique,

Mettre à jour le référentiel hydrogéologique conçu par M. Albinet et J. Margat, en tenant compte des concepts élaborés aux niveaux national ou de Bassin ces dernières années,

Actualiser les données présentées dans les documents existants en se reposant entre autres sur les résultats des études et des travaux réalisés notamment dans les années 198011990.

..

’ : \.air liste bibliograpluquc (Contributions des Senrices Eilcrieurs du Miiusterc de 1’ Agricultme la coiiiiaissaiice dcs ressourccs eii eaux soulemiiies daris les départenienis de 1’ Ain. de l’Ardèche. de la Drâiiie. de I‘iscrc. de la Loire. du Füioiie CI de la Haute-Savoie).

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Actualisation des synthèses hydrogéologiques en RMC Description des entités hydrogéologiques ef guide méthodologique du découpage

Pour s'assurer que les résultats seront conformes aux besoins des utilisateurs du Bassin, c,eux-ci sont préseniés régulièrement a u n Comité de Suivi, issu du Groupe de Travail (c: Eaux Souterraines )) du SDAGE RMC, qui regroupe l'Agence de l'Eau et les DIREN du Bassin.

1.2. LES PHASES DE REALISATION DES TRAVAUX

Trois étapes jalonnent la réalisation de cette opération

Phase 1 : conception de la base de données et de la méthode de découpage des entités ;

Phase 2 : révision du référentiel (( systèmes aquifères D;

Phase 3 : réalisation de synthèses des connaissances par système aquifère.

La première phase permet de s'appuyer sur un outil informatique validé pour saisir les informations issues des travaux antérieurs, puis pour créer et modifier les caractéristiques des entités d u refërentiel hydrogéologique. Celte phase du travail, en amont des réalisations locales, a été menée a l'échelle du Bassin RMC, en concertation ktroite avec les acteurs régionaux d u Comité de Suivi (l'Agence de l'Eau et les DIREN).

La définition des entités hydrogéologiques et la méthodologie de découpage de ces entités îont l'objet du présent rapport.

La deuxième phase permeltra d'affiner le découpage de référence réalisé par l'Agence de l'Eau et d'actualiser le catalogue correspondant en fonction des nouvelles informations acquises depuis près de vinçt ans. Elle sera conduite à l'échelle des régions, en assurant la cohérence avec les régions voisines et les autres Bassins.

La troisième phase consistera à regrouper les connaissances relatives aux différents systèmes aquifères sous forme de fiches de synthèse et de les rentrer dans la base de données, Cette base constituera un outil d'aide à la décision en matière de gestion et l'accent sera mis sur les potentialités de chaque aquifère et sur l'évaluation de son degré actuel d'exploitation. On utilisera, pour ce dernier point, les informations recueillies dans le cadre de l'opération "mise à jour des bases de données points d'eau'' qui sera i-éalisée par ailleurs.

La cohérence avec les régions et départements voisins sera assurée pour l'actualisation d u découpage et pour tout ce qui concerne les valeurs chiffrées (surfaces, caractéristiques hydrodynamiques, bilans ressources/exploitation. ..), qui seront données ;i l'échelle de l'entité et non de la région.

Les parties des régions voisines appartenant au bassin RMC seront également traitées : partie RMC du département de la Haute-Marne avec la Bourgogne et du département des Vosges avec la Franche-Comté.

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Actualisation des synthèses hydrogéologiques en RMC Description des ent;t& hydrogéologiques el guide méthodologique du découpage

L,es rapports de synthèse seront produits au niveau régional (un rapport par région). il inclura, si nécessaire. les portions de régions voisines appartenant au bassin RMC.

L’importance du travail a réaliser dans chaque région est estimée au prorata du nombre de départements dans chaque région, selon le découpage régional suivant :

- région Bourgogne ~ i ,? département (la partie RMC du département 52 étant comptée pour 0,3),

région Corse : 1,7 département (pour tenir compte du nombre restreint de systèmes aquifères),

région Franche-Comté : 3,s départements (le département 90 et la partie RMC du 88 étant comptés ensemble pour 0,5),

-

- région PACA 5 départements (le 06 étant déjà réalisé),

- région Rhône-Alpes : estimation à faire sur la base de 6,7 départements (pour tenir compte des travaux déjà réalisés dans le département de la Haute-Savoie et du i-eçroupement de la partie RMC du département de la Loire avec le Rhône).

Pour la digitalisation des types de limites et pour la rédaction de descriptions des systèmes aquifères. les résultats de la région Languedoc-Roussillon et du département des Alpes-Maritimes, qu i ont fait l’objet d’une convention spécifique pour l’actualisation des contours des eniités hydrogéologiques, seront utilisés en complément.

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2. LES ENTITES HYDROGEOLOGIQUES

2.1. DEFINITION DE QUELQUES CONCEPTS

Le découpage d u territoire national a été effeclué à son origine par J Margat de 1976 à 1980 en cinq catégories de (( grands systèmes )) ou de (( domaines hydrogéologiques )).

Plusieurs définitions d u terme (( système aquifère D sont données :

(( (ln .systènie trqri(f2w e,st i'en.~enihle du chanip .r;patial continu dam Ieqiiel les efleets .. de dii,erse,s inip111.si01i.s tminrelle,s ou crrt(ficiel1e.r;. p l ~ w ou n7oiii.s loca1i.rie.s et coniinnes oz/ di.scotititiires (apjxiixr; 0 7 i prélèiwneni,Y d'ea7r. naturek ou artficielr;, iJarintiorr.s ùe ni iwru airx liiiiite,r;) peirilent .se Iii'opager' librenient et irfluencer par consiquent le ,fr~iictioin~enieiiI h~~di~anlique. c'esl-ri-dire /es ~coulen7ent.s. ri ternie dejtii dtriis le t e n p (i.épon.se du .sy,sténie). /.. . 1 (~"e.st donc nn .systènie phy.tique ,fini et defini dai7s leqnel les réactions ri des actions projeiées .soni aimi prévisibles, localisablcr et qriantfiables, et il est crimi ie cadre .spntia/ Iugiqne de i ' i idimtiun e l de In gestion des ressozirces en eau .soirterraine. ))2

(( ("est i n i durnaine nqnijkre dont tontes 1e.rpnrties sont en liaison hydrazrliyire continue et qui e.st cii'conscrit par des 1imite.r faisant obstacle ri toute propagaiion d 'inJirence cippi~ecicrhie i w s i 'extériein; polir iine comtnnte de t e inp dunnée. ) j3

(( Aqnifère : nne ou phi ,r ; ie im coirches souterraines de roche ou d'auti,eu couches gio1ogiqne.s d'?nie porosité et pei,niéahiliik sz4jscinte.r pour permettre .mit nn coiri'ant ,sigti(ficat(f d'earj ,suilterrairie, ,suit le captage de quantités in7portante.s d 'enil

i .S<JiitC?f'7'OlltC. il

U n domaine hydrogéologique a été défini comme (( un secteur géographique, dont les contours ont été déterminés par des critères indifféremment géographiques, géologiques ou hydrogéologiques ))' étant entendu que les domaines sont des entités sans grand système aquifère individualisé.

Ce terme d'cc entité )) est devenu officiel en 1998 pour désigner les (( grands systèmes aquifères )) ainsi que les (( domaines hydrogéologiques )).

' Rappori BRGM 76 ÇGN 53 1 AME (défiiiiiioii reprise dais le rapport BRGM RF 50.145 FR. 2000)

' />iriJci;i,e ('odre eiiropieiini,. ?000. ~' BRGM RP 50.44 5 FR. 2000 : Approclic iiiétliodologiqiie pour iiiie version Iioiiiogèiie V2

(XYL~J,\T G, e l MARGAT J. Diciioiuiaire Craiiçais d'hydrogéologie, 1977 3

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Actualisation des synthèses hydrogéologiques en RMC Description des entifés hydfogéologiques et guide mélhodologique du dècoupage

2.2. HISTORIQUE DU DECOUPAGE ET DEFINITION DES ENTITES

Comme rappelé au chapitre précédent, le découpage a été réalisé de 1976 à 1980 par Margat a l’échelle du territoire français. Cinq grands types d’entités ont alors été individualisés : - grands systèmes aquifères, a nappe essentiellement libre dits (( grands systèmes

aquifères libres », grands systèmes aquifères captifs ou (( aquifères profonds D,

individualisé, domaines sans grand système aquifère individualisé, en terrains sédimentaires, domaines sans çrand système aquifère individualisé, en ierrains de socle.

- - zones alluviales situées dans les domaines sans grand système aquifère

-

-

Le découpage a ensuite évolué par morcellement des entités initiales au fur et à mesure de l’acquisition de connaissances nouvelles. Ce découpage a avancé selon une méthodologie qui a pu être différente d’un bassin à l’autre par la prise en compte notamment d’objectifs variés (l’objectif de gestion quantitative semblant être généralement retenu pou i~ les découpages)~

Ainsi, depuis plusieurs années, une réflexion nationale a été lancée afin d’établir u n (( Référentiel Hydrogéologique n dont le cadre est précisé par la lettre de mandat de la Direction de l’Eau du 20 février 2001

2.2.1. Définition nationale des entités

II s’est avéré indispensable de se préoccuper des différents types d’entités hydrogéologiques au niveau national, car de leur nature découlent leur mode de gestion. les problématiques qu’on y rencontre, etc.. .

Lx groupe de réflexion national qui s’est mis en place pour travailler sur la définition du Référentiel Hydrogéologique a retenu 6 grandes catégories d’entités hydrogéologiques, auxquelles correspondent 6 groupes de travail, en plus de celle implicitement étudiée jusqu’a présent, qui correspondent aux milieux poreux continus d’origine sédimentaire, sans relation avec un cours d’eau. Les thèmes abordés par ces groupes de travail sont les suivants :

- volcanisme ; - karst : -

- socle: - systèmes alluviaux ; - domaines intensément plissés.

multicouches captifs, semi-captifs et parties libres associées;

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Acfualisaiion des synthèses hydrogéologiques en RMC Description des entités hydrogéologiques et guide méthodologique du découpage

L.es principales nouveautés méthodologiques abordées dans le rapport (( Référentiel hydrogéologique fi-ançais par entités hydrogéologiques (BD RHF) n6 portent sur les points suivants

1 - distinction de l’objectif de gestion quantitative national d’un objectif de gestion qualitative régional ou localisé (ce qui implique l’item suivant),

2- pour l’objectif de gestion quantitative poursuivi ici, il est nécessaire de limiter la décomposition d’un système aquifère à de véritables sous-systèmes aquifères. ce qui : d’une part pose le problème de compatibilité des entités obtenues par subdivision des systèmes aquifères avec la notion de système aquifère,

- et d’autre part implique une nécessité de regroupement de la plupart des entités,

3- l’objectif de gestion qualitative est à considérer de manière subordonnée à l’objectif quantitatif, et à part de celui-ci,

-

La méthodologie développée dans le rapport cité ci-dessus est actuellement discutée au sein de chaque groupe de travail afin de trouver u n consensus national. L’état d’avancement de chaque groupe est abordé au chapitre 3.1

2.2.2. Définition des entités en RMC

Les réflexions sur le référentiel ne doivent pas être vues comme descendantes (du niveau national vers les niveaux plus locaux), mais comme des allers ~ retours entre les différents niveaux, qui n’avancent pas tous à la même vitesse. Ainsi, les réflexions méthodologiques menées dans le cadre de cette opération, et dont ce rapport se fait l’écho, pourront-elles alimenter la réflexion nationale.

A l’échelle du Bassin, il a été décidé de se caler sur les grandes familles décrites ci- dessus pour définir les différents types d’entités hydrogéologiques.

’’ BRGM RP 50445 FR. 2000 : Approche iiictliodologiqiie pourunc version lioiiiogèiie V2

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Actualisation des synthèses hydrogéologiques en RMC Description des entités hydfogéologiques et guide méthodologique du découpage

Sept grands types d’entités hydrogéologiques ont ainsi été définies, en concordance avec le niveau national :

- 1,e.s .sy~~ith~‘.s cicliit/i!i,es en niilieii s~diniet i inire

Sq!siènie.s irIh,iaiix (a i l i i i~ iom niodernes des cours d’eau)

Aiiti.e.s .sy.stèi77e.s (niola.sses, gks, sables iocèties. ,fliri~io-glaciaires,, ~)

- Les 1 i ~ i i f i . s kai,,siiqi,/e,s

- /.es donini/ie,s :

Lr.r gratids Jomtriiie.s .védr/71eritni1.e.s peu ou p m aq/iIf&.e.s (doi7iaiiie.s

1.e.s ùooniciitie,s de ,socle

l e s donitrines de nioiitagtie

Les Joimiities i~o1cnrrique.c

Cll’gl/i2/lX, /‘lîCII.tK?//X)

/.es aqi/(/Zre.s deiwtiatit cnpl$s n’ont pas été différenciés puisqu’ils ne sont que des cas particuliers des précédents types d’entités.

LJne des nouveautés de l’actualisation des synthèses RMC réside dans la détermination pour chaque entité d’un riiveni/ de defi i i i f io~, niveau dont il est également question au niveau national. Précisons que, dans la majorité des cas, ce niveau n’est pas lié à la finesse de définition des contours ou des informations qualifiant l’entité. 11 s’agit, en attribuant un niveau :

- national

- de Bassin -

- local

d’illustrer l’intérêt pour les utilisateurs et les gestionnaires de l’entité. La superficie n’est pas non plus un critère automatiquement corrélé à ce niveau, car des entités de superficie réduite peuvent être d’un intérêt régional ou de bassin, mais globalement les entités de superficie vaste ~ pour peu qu’elles soient aquifères - auront plus tendance à etre classées dans les niveaux de bassin ou national.

Ce classement permetlra de réaliser des documents cartographiques thématiques et plus généralement de réaliser des requêtes aisées, en ne faisant apparaître que les niveaux souhaités.

Le comité de pilotage a décidé d’une façon générale de ne retenir comme entité que des objets supérieurs à 10 kni2, sauf exception justifiée par un intérêt reconnu.

Sur Lin plan général, le code hydroséologique (anciennement dénommé N code Margat n) n’est plus significatif, c’est à dire qu’il ne préjuge plus automatiquement de la nature de l’entité, comme c’était le cas dans la précédente synthèse du Bassin. Cela étant :

régional (souvent confondu avec le niveau précédent)

I I


- d’une part, coinme i l ne s’agit que d’une actualisation, et sauf dans le cas des alluvions, i l ne devrait pas y avoir de bouleversement dans la numérotation. Les codes nouvellement attribués devront être compatibles au niveau national (inter Agences);

d’autre part, le lien génétique éventuel entre entités sera conservé en ajoutant une (ou plusieurs) lettres au code stricto SL‘IISII .

-

Enfin, le nom attribué à chaque code suivra, dans la mesure du possible la syntaxe suivante :

LITHOLOGE + STRATIGRAPHIE + GEOGRAPHIE (ex : alluvions quaternaires d u Rhône, calcaires urgoniens du Vercors.. . )

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3. LES GRANDES REGLES DE DECOUPAGE DES ENTITES HYDROGEOLOGIQUES

3.1. ETAT D'AVANCEMENT DES GROUPES DE TRAVAIL

Cette partie présente les réflexions des groupes de travail nationaux au 1"' juin 2001. Cet état a été rédigé grâce aux comptes-rendus de réunions que chaque animateiir de groupe a bien voiilu nolis faire parvenir. Qu'ils en soient remerciés.

3.1.1. Groupe de travail u socle ))

Des critères de définition ont été proposés à partir de considérations d'ordre hydrogéologique, hydraulique, lithologique, stratigraphique ou tectonique.

DEFINIT1 ON

Eln considérani les premiers critères cités (hydroçéologiques et hydrauliques), le socle peut être défini comme u n milieu disconLinu, constitué de roches maçmatiques ou métamorphiques dans lequel la perméabilité de fissures est dominante. Sur le plan stratigraphique. la différenciation domaine sédimentaire-socle apparaît correspondre à la limite Permien-Trias bien que le cas des sillons houillers d'âge Carbonifère ou Permien peut prêter à discussion (ex : bassins de Brive, Decazeville, Lodève, S l Etienne. Montceau les Mines, St Die, Le Luc, etc. . . ) , de même que le massif des Ardennes (ce dernier étant bien considéré comme du socle par les collègues locaux)~

Le cas des altérites a été abordé. Il faudra distinguer les zones ou les altérites présentent une épaisseur importante et jouent un rôle majeur dans le stockage d'eau et la régulation des écoulements souterrains (altérites grenues), ce qui est généralement le cas en bordure des bassins sédiment air es^ (ex : Mayenne , Massif Central). En considérant l'historique des modalités d'exploitation des eaux souterraines en pays de socle, ces altérites ont constitué depuis toujours et encore aujourd'hui dans certaines régions, l'unique source d'approvisionnement en eau.

I'RTNCIPES DE DECOUPAGE EN UNITES HMROGEOLOGIQUES

Le principe de découpage en unités hydrogéologiques principales, puis en 2 ou 3 sous unités est acquis.

L e premier niveau de découpage correspondra aux limites des grands bassins hydrologiques (par exemple, bassin du Blavet, bassin de l'Aulne, bassin de la Vienne, bassin de la creuse)^

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Dans le cas où le bassin hydrologique possède un débouché sur la mer, le découpage se fera a partir de la côte, en considérant la partie du littoral affectée par le cours d'eau (sédiments littoraux par exemple).

E.n ce qui concerne le deuxième niveau de découpage, on s'attachera à considérer les capacités hydrogéoloziques du socle en étudiant la distribution des débits annuels. Pour cela, on considérera deux critères hydrologiques, soit le module interannuel (débit moyen interannuel qui représente la valeur de pluie efficace sur le bassin considéré) soit le débit spécifique en considérant le QMNA5 (débit d'étiage quinquennal, c'est-à-dire le débit qui n'est pas dépassé une année sur 5 en moyenne) qui donne une image des capacités de stockage et régularisation des formations géologiques vis à vis des eaux irifiltrées~ L,a classification proposée sur la base de ces deux critères, module annuel et module spécifique permettra de différencier 4 types de bassin versant.

L.e ti-oisiéme niveau de découpage se fera sur la base d'une différenciation lithologique.

LJn quatrième niveau de découpage pourra localement être considéré sur une base qualitative. Cet aspect qualitatif pouvant être d'origine naturelle ou anthropique.

Cette méthodologie de découpage devrait pouvoir s'appliquer sans problème spécifique dans les zones de socle sensu slricto. Par contre, des diffkultés pourraient apparaître dans le cas des bassins comprenant une partie en terrains sédimentaires et une partie en domaine de socle puisque le critère lié aux écoulements (module interannuel et débit spécitïque) ne sera plus représentatif des capacités hydrologiques du socle.

EXHELLES DE DECOUPAGE

La méthodologie applicable pour un découpage national permettant une restitution à l'échelle d u 1/1.000~000, c'est à dire une différenciation d'unités de surface de quelques dizaines de kilomètres carrés devra considérer les deux premiers niveaux de découpage cités précédemment. Le troisième critère, basé sur la lithologie pourra être pris en compte dans le cas de grandes unités spécifiques (ex: massif granitique bien circonscrit, aux caractéristiques hydrogéologiques homogènes).

La méthodologie applicable pour un découpage local permettant une restitution à l'échelle du 1150.000 consistera à subdiviser les entités définies précédemment en tenant compte des critères d'ordre lithologique et localement qualitatif.

PERSPECTIVES FUTURES

La mise en œuvre sur des cas concrets choisis dans la région d'intervention de chaque membre du groupe permettra de mettre en évidence les problèmes spécifiques non pris en compte jusqu'à présent.

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Actualisafion des synthèses hydfogéologiques en RMC Description des entités hydrogéologiques et guide méthodologique du découpage

3.1.2. Groupe de travail (( Domaines intensément plissés (alpins et pyrénéens)))

DEFINITION

T I est apparu nécessaire au groupe de travail, avant de réfléchir aux règles de découpage, de s'accorder et de discuter sur la définition que les participants entendent pour ce type d'aquifères (domaines intensément plissés alpins et pyrénéens) et par voie de conséquence de réfléchir sur l'extension géographique qu'implique ces domaines, mais aussi la nécessité d'étendre ceux-ci à d'autres secteurs que les Alpes et les Pyrénées.

Quelques élémenls et notions que sous-entendent les problématiques spécifiques à ce "type d'aquifère" : - aspect topographique : zone à reliefs marqués à très accentués avec des ruissellements importants~ - aspect géographique ~ les zones alpines et pyrénéennes ne doivent pas être les seules concernées. Les reliefs languedociens et jurassiens peuvent répondre aux critères définissant les "domaines intensément plissés". - aspect lithologique : couvre tous les types de lithologie et de formations géologiques : socle cristallin, flysch, calcaires et dolomies (karstiques, fissuré), marnes, molasses, moraines, alluvions etc.. - aspect hydrogéologique : Les formations superficielles (moraines, alluvions, éboulis de bas de pente) sont des réservoirs potentiels très importants en termes de ressources locales exploitées. Ils peuvent êke en continuité hydraulique avec d'autres aquifères (karstiques fissurés poreux). - aspect structural la composante structurale est l'un des traits majeurs de ce type "d'aquifère'' avec toutes les variations dans le niveau de déformation : plis, plis faille, écaillage, chevauchement, charriage, métamorphise - Pour les zones alpines, sur la base de la notion de "plissement" au sens large, ces domaines doivent s'étendre des zones internes jusqu'au Préalpes calcaires incluses.

- La présence de karst, d'alluvions, de socle, de réservoir multicouches et d'aquifère captif dans les domaines intensément plissés impose la nécessité de cohérence et de concertation avec les autres types traités par les autres groupes. En effet, les domaines intensément plissés se caractérisent par une "superposition" et une "juxtaposition" de différents types de systèmes aquifères par le jeu de structures géologiques parfois complexes.

II est proposé une définition :

"Les domaines intensément plissés" correspondent aux secteurs géographiques caractérisés par des formations géologiques récemment plissées appartenant aux massifs montagneux (alpins, pyrénéens, languedociens, jurassiens). On y observe des variations inpides de la lithologie (souvent latéi-ales) et de la stratigraphie en rapport avec les déformations et les structurations des massifs montagneux. Ces variations ont pour

BRGMRP-50957.FR 1s

Actualisation des synthèses hydrogéoiogiques en RMC Description des entités hydrogéologiques el guide méthodologique du découpage

conséquences une juxtaposition et/ou une superposilion de formations géologiques, de nature et d'épaisseur variées, renforcées par la présence de grandes discontinuités et donc l'alternance d'aquifère (potentiel ou non) et de niveaux imperméables relatifs de taille et d'extension très variables.

Ces domaines s'étendent des zones internes (siliceuses) aux zones externes (calcaires) des chaînes montagneuses couvrant une gradation importante de la déformation des i-oches et des stmctures.

PREMIERES REFLEXIONS SUR LES REGLES DE DECOUPAGE

~ Constats :

L,a version actuelle (VI) de la carte nationale des entités hydrogéologiques montre un découpage actuel non satisfaisant pour les Alpes e l les Pyrénées. En effet, ce découpage ne fait appel qu'aux cours d'eau, correspondants aux principales vallées, comme limites des systèmes. Le rôle hydrodynamique de ces cours d'eau et donc la validation de ces limites, n'est de toute vraisemblance pas avéré^

Les actuels systèmes correspondent poui- un certain nombre au découpage des massifs montagneux séparés par les principales vallées (Isère, Arc etc..).

Les zones fortement plissées et structurées n'ont pas fait l'objet de découpage de detail en l'absence d'aquifère d'extension et d'enjeux régionaux.

Découoage de niveau 1 (niveau national)

Echelle de travail : définir et obtenir des unités d'une taille telle qu'elles soient visibles sur une carte au 111 O00 000, (soit un ordre de grandeur d'au moins 100 km2), lx choix de l'échelle de saisie des contours n'a pas été abordé.

Premiers éléments guides pour le découpage

I I est proposé de découper les domaines en prenant en compte les deux éléments structurants que sont les contours des grands bassins versants hydrographiques et les grands ensembles litho-structuraux des massifs montagneux (depuis les zones internes jusqu'aux zones externes). Le croisement de ces deux éléments devrait permettre u n découpage d'entité avec pour objectif la gestion quantitative de la ressource au niveau national (cf Directive Européenne sur la politique communautaire dans le domaine de l'eau).

Le choix des bassins versants de référence pour le découpage esl, a priori, à faire en fonction du niveau de classement des cours d'eau concernés (à valider par le groupe) ~

-- Pyrénées : cours d'eau de niveau 1 - Alpes : cours d'eau de niveau 2 - Massif Languedocien : cours d'eau de niveau 2

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Aclualisation des synthèses hydrogéologiques en RMC Description des entités hydrogéologiques et guide mélhodologique du découpage

O Pour les contours des ensembles lithostmcturaux à prendre en compte, les critères à iretenir pour leur définition sont (à valider également) : - Pyrénées ~

- Alpes :

- Massif Languedocien : (non abordé, à préciser par le groupe)

Pour les aquifères alluviaux de montagne ~ il est constaté un déficit de représentation au niveau national. Les alluvions dans les vallées des massifs montagneux sont à prendre en considération comme des systèmes à part entière (intérêt majeur pour la ressource) à délimiter et à représenter comme des "couches supplémentaires" superposées et non coinnie des limites d'entités.

l la lithologie 2 la structuration (zone axiale et zone Nord pyrénéenne) 1 la structuration (zones internes, zones externes) 2 la lithologie

il en est de même pour les formations superficielles d'enjeux régionaux (dimension importante etiou intérêt économique considérable) comme : le fluvio-glaciaire de 'Thonon, d'Evian et du bassin de Rumilly et le bassin de Valensole etc..

~ Découpage de niveau 2 (niveau régional)

0 Echelle de travail : définir et obtenir des systèmes à l'échelle de représentation au 1/25O O00 (ordre de grandeur des éléments à représenter : 10 à 100 km2). Pour une bonne précision des contours l'échelle du 1/50 O00 est l'échelle de saisie.

Premiers éléments guides pour le découpage ~

L,'échelle de ce découpage correspond à u n niveau intermédiaire entre le niveau national et le niveau local pour une bonne représentativité de ces domaines aux niveaux du bassin et régional.

Ce "niveau" de découpage doit permettre la délimitation d'ensemble de formations ou de successions de formations à dominante aquifère, ayant globalement les mêmes caractéristiques hydrodynamiques, sans distinction lithologique obligatoire, à l'exclusion de leur mur et de leur toit imperméable (compris dans le contour).

11 est souhaitable d'indiquer la continuité de la nappe dans sa zone captive, même de façon schématique.

()uelques rèeles de découpage ont été annoncées (à valider par le groupe avec des exemples) :

subdivision des contours de niveau 1 : les limites du niveau 1 et du niveau 2 ne sont pas obligatoirement jointives, mais le niveau 2 doit toujours ètre inclus dans le niveau 1 Ce qui implique l'existence de secteur de niveau 1 non pris en compte dans le niveau 2.

BRGM/RP-50957.FR 17


- représentation des formations superficielles d'intérêt régional : ces formations (moraines éboulis de bas de pentes, alluvions, colluvions) doivent apparaître au niveau 2 , dans la mesure ou elles s'imposent au niveau hydrogéologique comme une ressource exploitée ou potentielle. Elles doivent être saisies dans une "couche d'informations" indépendante des contours des domaines intensément plissés et leur contour doit être cohérent avec les alluvions et les formations superficielles de niveau 1 (correspondant aux "grands cours d'eau'', cf. S, sur niveau 1).

~ Découpage de niveau 3 (niveau local)

Echelle de travail : - définir et obtenir des systèmes a l'échelle de représentation au 1/50 000, avec une l'échelle de saisie des contours au 1/50 O00 - la surface minimale des système a représenter : à définir

Premiers éléments guides pour le découpage

Ce niveau est défini comme le niveau de représentation de l'aquifère à proprement dit. Ce niveau est individualisé, par rapport au niveau 2, que lorsqu'il y a une connaissance suffisante^

Les principaux critères pour le découpage sont :

- la lithologie, limites des horizons constituant le réservoir. Les niveaux imperméables ne sont pas pris en compte, sauf s'ils jouent un rôle vis-à-vis du réservoir (cas de zone d'alimeniation de karts par exemple),

- les stnictures : axes de pli, failles, zone cataclasée, contacts anormaux etc..

- les éléments hydrogéologiques connus : par exemple, direction de drainage, circulation karstique etc.

SUITES AUX PREMIERES REFLEXIONS SUR LES REGLES DE DECOUPAGE

Lors de la prochaine réunion du groupe de travail, prévue le 29 mai 2001, des exemples de contours de domaines iniensément plissés, aux différents niveaux, seront discutés sur la base des premières règles de découpages, afin de vérifier leur cohérence, de les préciser etiou modifier.

Chacun des participants se penchera sur u n exemple de son choix, en groupe OU

individuellement, afin de pouvoir confronter des essais concrets de découpage de domaines intensement plissés.

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3.1.3. Groupe de travail (( multi-couches captifs, semi-captifs et parties libres associées n

Le groupe de travail a repris en la précisant et en l’adaptant la classification mise en axivre dans le bassin Rhin-Meuse. Ainsi il a défini une série de niveaux, soit du plus élevé au plus détaillé :

L’entité hydrogéologique, notion vague qui regroupe à la fois des unités perméables (systèmes aquifères) et des unités imperméables ou domaines aquifères. L’ensemble du territoire est donc complètement couvert, géographiquement comme verticalement par des entités hydrogéologiques.

L.e système aquifère (multicouche) a été défini comme un système physique compose d’une ou de plusieurs couches, en liaison hydraulique continue et qui est circonscrit par des limites Iithostratigraphiques.

De cette définition il découle que :

- u n système aquifère peut lui même contenir, à une échelle plus détaillée, des niveaux semi-perméables voire imperméables qui ne constituent pas des écrans suffisants empêchant toute relation hydraulique latérale et/ou verticale entre les différentes couches. - dans u n même système, les différentes couches aquifères peuvent avoir une piézométrie individualisée ; toutefois le fonctionnement hydraulique de chaque unité ne pourra être indépendant. La sollicitation d’une couche (pompage) aura une incidence plus ou moins importante sur les autres couches aquifères du système. - la délimitation d’un système sur des critères lithostratigraphiques implique que 2 systèmes adjacents peuvent se trouver en communication étroite. Toutefois, l’existence d’une discontinuité lithostratigraphique (grèdcalcajre par exemple) entraîne l’existence en général de problématique différente. Cette délimitation lithostratigraphique présente aussi l’avantage de ne pas remettre en question la nomenclature actuelle^ A priori ce choix, qui va à l’encontre de la définition MARGAT (« circonscrit par des limites faisant obstacles à toute propagation d’influence appréciable vers l’extérieur n) devrait pouvoir s’appliquer à tous les cas de figure rencontrés en France dans les bassins sédiment air es^ - les zones ou l’aquifère est à surface libre ne doivent pas être distinguées de celles où l’aquifère est captif; la limite librdcaptif est souvent difficile à apprécier et fluctuante dans le temps~ Ceci implique que des reçroupements de systèmes devront être réalisés dans le découpage actuel (en particulier dans le Bassin Aquitain).

Le sous-système aquifère est une subdivision verticale ou horizontale d’un système définie à partir de critères tels que : la lithologie, la structurale, la stratigraphie, la piézométrie, l’état captif ou libre de la nappe. la géochimie.

Un sous-système peut comporter lui-même, comme le système, des terrains semi- peiméables ou imperméables intercalés. il est défini soit pour des besoins de gestion

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Actualisalion des synthèses hydrogéologiques en RMC Description des entités hydrogéologiques et guide méthodologique du découpage

(zone s'individualisant géochimiquement. zones à nappe à surface libre, zone individualisée par des cours d'eau ou par des fa il les.^.), soit suite à une amélioration des connaissances~ Un sous-système peut avoir une piézométrie propre mais son fonctionnement hydi-aulique est dépendant des autres niveaux du système.

La couche aquifère ou nappe constitue l'unité de base du système aquifère. Ses limites sont définies sur une base lilhostratigraphique.

Le domaine "aquifère" (l'appellation aquifère n'est-elle pas contradictoire avec la définition du domaine ?) est un système physique constitué par une ou plusieurs couches de terrain peu ou pas aquifère(s). Complément du système aquifère, il est défini sur des critères lithostratigraphiques. A l'inverse du système, il peut contenir des niveaux relativement perméables (intercalation sableuse ou calcaire dans u n ensemble marneux ou molassique), mais sans grande extension latérale et isolés dans le massif imperméable. il faut aussi admettre qu'un domaine puisse contenir un aquifère du fait même du degré de connaissance : zone fracturée, variation verticale ou horizontale de faciès., ~

En règle général, mais pas obligatoirement, deux systèmes sont séparés par un ou plusieurs do main es^ Comme pour le système, le domaine aquifère peut être subdivisé en sous-domaines limités sur des critères variables : cours d'eau, faille, lithostratigraphiec

En fait, alors qu 'un consensus s'est assez facilement dégagé sur la définition d u système aquifère, le débat a opposé deux conceptions du domaine : le domaine défini à partir de perméabilité faible (vision Rhin-Meuse) et le domaine défini comme portion du territoire (critère Xéographique dominant) sans grands aquifères (vision Aquitaine).

Une question n'a pas été évoquée en réunion du groupe de travail. Le cas d'un système sub-divisé verticalement en sous-systèmes. Le sous-système étant défini par ses capacités aquifères, i l est en règle générale limité par des épontes peu ou pas perméables. Ces épontes correspondent-elles à une portion du système aquifère et/ou à des sous-domaines 1

3.1.4. Groupe de travail (( Systèmes alluviaux ))

PRISE EN COMPTE DES ENTITES ALLUVILES

Le point de vue suivant, divergeant des orientations suggérées alors', semble recevoir la majorité des suffrages du groupe de travail :

,:( II est absolument indispensable de considérer et d'individualiser les systèmes alluviaux comme des entités hydrogéologiques à part entière et quelle que soit la nature

DKGM RP 30445 FK 2iNO Approclic iiieiliodologiqtie pour une version iioiiiogèiie V2

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du substratum sur lequel ils reposent et en considérant leur continuité amont aval par rapport au cours d’eau. Ce besoin répond à la nécessité d’une gestion spécifique attachée à ce type d’aquifère qui s’avèrent, le plus souvent, être fortement liés aux cours d’eau, mais aussi fortement soumis à des pression importantes (urbanisationidensification de l’habitat. agriculture. industrie), ce qui génère souvent des conflils entre usages concurrents de l’espace (pinkervation de l’espace de liberté des cours d’eau et des milieux annexes), de la iressource en eau, etiou d u sous-sol (extraction de granulats). Les relations des systèmes aquifères alluviaux avec les autres systèmes aquifères encaissants ou contigus devront bien entendu être pris en compte, mais c’est au niveau de la description des échanges entre entités que cela doit entrer en ligne de compte. La solution a adopter étant sans doute comme en Rhin-Meuse de créer une couche spécifique systèmes alluviaux qu’on se réservera la possibiliié de faire ou ne pas faire apparaître suivant la problématique traitée ou le niveau de restitution désiré^ ))

Tout le monde n’ayant pas été présent et ce document n’étant pas encore amendé par I‘ensemble du groupe de travail. Tout ce qui suit reste provisoire.

Les formations alluviales sont une entité géologique bien circonscrite mais pas forcément hydrodynamique. En effet, bien souvent sur au moins une partie de leur exiension les alluvions aquifères jouent un rôle de (( drain )) au sein d’un ou de plusieurs domaines aquifères moins perméables. Elles ont, par ailleurs, un rôle particulier dans l’aménagement du ierritoire el une approche socio-économique. C’est cette dernière fonction qui est mise en exergue dans le point de vue développé ci-dessus. Et là on ne peut pas parler réellement de (( système )) mais seulement (( d’objet )) ou (( d’entité )).

A un découpage en (( objet)) physique bien circonscrii du point de vue hydraulique (pour une gestion quantitative des flux), s’oppose un découpage en (( objet )) morpho- géologique (pour une gestion socio- économique)^

REPRESENTATION CARTOGRAPHIQUE / ECHELLES

Les alluvions représenteni une couche ultime. Toutefois, pour tenir compte de ses relations hydrodynamiques avec son substrat :

Le SIG associé devra permettre, par requête, de visualiser les couches aquifères en liaison directe (référence dans la base de donnée interrogeable, et visualisation cartographique)

Entité aquifère 1 c’est un polygone + une fiche associée

Les limites seront constituées d’arc à figuré variable en fonction des conditions aux limites local es^

9 l’échelle nationale, les entités alluviales seront celles figurant sur la carte géologique ii l i l O00 O00 sans subdivision et, bien sûr, dans la mesure où elles sont aquifères.

BRGM/RP-50957.FR 21


A l’échelle régionale,

Le découpage sera progressivement afiné en fonction des besoins et du niveau de connaissance.

Les terrasses déconnectées des cours d’eau seront individualisées et considérées comme des sous-entités.

Lorsque la rivière entaille totalement les alluvions. Les alluvions seront scindées en deux sous-systèmes avec la rivière comme limite commune.

La limite des entités alluvionnaires au niveau des confluences sera déterminée suivant des règles variant en fonction du niveau de connaissance

Les petits dépôts alluviaux (aquifères) seront traités comme les buttes témoins ~

suivant des critères de visualisation cartographiques etiou d’intérêt (usage) Ces critères restent à préciser.

L,es supports : La saisie se fera sur la base du 1/50 O00 IGN aussi bien pour le niveau national que

local. La BD Carthage devra être superposable et les limites cohérentes avec celle- ci^

CODIFICATION

Bien que les problèmes de codification ne soient pas à prendre en compte, ils ne peuvent Stre entièrement ignorés afin de tenir compte de la forte dépendance des formations alluviales avec le contexte hydrographique et hydrodynamique. Les unités locales doivent pouvoir être visualisées ou regroupées aisément. Il n’est peut être pas nécessaire d’introduire la notion de code signifiant pour cela. En effet, la notion de (( tableau d’analyses croisées )) peut y pallier. La réflexion n’est pas encore mûre inais il faut retenir :

IJne hiérarchie des critères :

1 . Les formations alluviales (englobant l’ensemble du chevelu hydrographique) 2 . La rivière qui est le lien privilégié des sous-entités 3 . Les unités de gestion locale : terrasses, paramètres d’étal définissant une unité de gestion (perméabilité, porosité), etc. 4 . Des enjeux d’exploitation ou d’aménagement privilégiés

SUITE A DONNER PAR LE GROUPE

Proposer des modalités pratiques de délimitation des unités (terrasses, alluvions isolées. limite aux confluences). Voir à partir du rapport de août 1999 (La nomenclature des systèmes aquifères français. Contenu, état d’avancement et publication du référeniiel - R40354) les modalités à Ipréciser et les cas concrets à présenter pour illustrer la méthodologie qui sera affinée.

BRGM/RP-50957-FR 22


Etablir u n document final qui servira de support au rapport de synthése dans le domaine des (( systèmes alluviaux ) ) ~

3.1.5. Groupe de travail a karst ))

Nous ne disposons à l’heure actuelle pour ce groupe de travail que des réflexions sur les orientations pour le découpage. Les principaux sujets de réflexion ont été identifiés :

DEFINITION DU (( KARST ))

Quelques éléments : - C’est l’organisation du drainage par dissolution et hiérarchisation des vides, qui

différencie le karst du milieu poreux, et du milieu simplement fissuré; en conséquence, cela explique l’existence d’exutoires peu nombreux, et de débit généralement bien plus important que les sources issues des aquifères de milieu poreux et fissuré, et des vitesses d’écoulement bien supérieures ; est-ce sufisant pour définir le karst ? on associe souvent karst et absence de réseau de drainage superficiel, est-ce forcément lié ? le karst concerne-t-il seulement (en France : métropole et DOM-TOM) des aquifères libres ? le karst concerne-t-il seulement (en France : métropole et DOM-TOM) des aquifères carbonates ? que dire d u karst hydro-thermal ?

SPECIFICITE EN TERME DE DECOUPAGE EN UNITES COHERENTES

- faut-il d’abord définir des grandes unités où le drainage est de type karstique, puis les subdiviser, ou au contraire partir des systèmes karstiques pour les regrouper ? les deux grands types de système karstique : impluvium entièrement sur le karst (système I( unaire D), et impluvium en partie sur temain non karstique (système (( binaire ») nécessitent une approche différente. Comment les représenter ? Faut-il intégrer la partie non karstique ? les systèmes karstiques sont-ils loujours clairement identifiables ? Peut-on toujours définir une partition d’un volume rocheux carbonaté en systèmes karstiques ? la notion de système aquifère implique la possibilité d’une propagation d’influence au sein du système, ce qui a deux conséquences a traiter (abordées par J.CORNET dans son rapportx) :

un massif karstique (par exemple le Vercors, ou le Causse de Martel.. .) est un regroupement de systèmes karstiques, mais n’est pas un système aquifère. u n système karstique est en général défini par les auteurs en ne tenant compte que de la partie libre. Là où l’aquifère se poursuit sous

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BRGM RP 50445 FR 2000 Approclic iiiciliodologique pour une version Iioiiiogeire V2

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Actualisation des syniheses hydrogéologigues en RMC Description des eniifés hydrogéologiques et guide méthodologique du découpage

recouvrement, devenant captif, i l y a propagation d’influence possible de la partie captive sur la partie libre (et inversement). Par exemple, avec une vision à une échelle régionale, les sources karstiques de la bordure jurassique du Bassin d’Aquitaine sont ce que H. Schoeller appelait le (( refus i~ l’infiltration N~ lié a un contraste important de transmissiviié, Si on surexploite le Jurassique captif, à terme on aura une influence sur les sources karstiques~ Commeni décrire cela ?

comment traiter les aquifères karstiques R profonds )), liés à l’abaissement (pour leur création) puis à la remontée du niveau marin ? (notamment la crise messinienne en Méditerranée, la remontée flandrienne sur l’Atlantique.. .). sans parler de captivité. il existe des karsts sous couverture (avec une zone non saturée dans l’aquifère karstique sous la a couverture D), celle-ci ayant un impact sur l’organisation du drainage. Faut-il les décrire d’une manière particulière ? dans le regroupement des systèmes karstiques, est-il pertinent de définir u n niveau regroupanl tous les systèmes liés à un même bassin versant (par exemple dans le Quercy, pour le Causse de Gramat, les systèmes alimentant le Lot d’un côté, la Dordogne de l’autre). Comment fait-on dans ce cas si on ne connaît pas précisément le tracé de la (( ligne de partage des eaux )) ? la typologie des limites définie par Jean MARGAT est-elle suffisante pour décrire le karst ? quelle importance donner aux contrastes lithologiques selon le niveau de découpage (limite d’unité de regroupement, limite de système, de sous-système ...) ? peut-on accepter, à u n certain niveau de regroupement, de considérer comme une entité unique plusieurs petits systèmes karstiques disjoints (ce qu i autorise à décrire leurs caractéristiques karstiques de manière çénérique), où bien à ce niveau faut-i l les intégrer dans I’uniié hydrogéologique qui les englobe (ce qui ne permet que de dire : cette unité est karstique par endroits) ? Quel critère considérer pour les regrouper (quel (( air de famille N) 1 Si leur hydrochimie est très différente, ou si une composante hydrothermale existe pour certains, doit-on les regrouper parce que (( c’est du karst )) ?

RELATIONS AVEC LES AUTRES ENTITES HYDROGEOLOGIQUES

- pour u n impluvium en partie sur terrain non karstique mais non imperméable (alimentation par u n autre type d’aquifère - système (( binaire N) Comment les représenter ? comment traiter les cas où i l y a karstification localisée au sein d’un domaine d’aquifère poreux ou fissuré ? (par exemple craie du Bassin de Paris, ou sources (( karstiques )) en rive droite de la Gironde, mélange d’eau issues de pertes de rivière et de venues profondes attestées par les isotopes) quand une vallée alluviale sépare des massifs karstiques, esl-elle toujours limite d’une unité karstique ? N’est-elle pas parfois superposée à des écoulements karstiques q u i la franchissent ?

- En zone de montage et de lithologie très contrastée, i l existe des aquifères Itai-stiques (voire des systèmes uniques) de petite dimension, cernés par des imperméables relatifs. Peut-on (doit-on 1) tenter de définir une règle pour un niveau

-

-

BRGM/RP-50957.FR 24


de représentation de ces systèmes ou aquifères (superficie minimale, volume des réserves, importance comme ressource irremplaçable pour une collectivité.. . ) ~

3.1.6.

NB Cette partie est le résumé de deux comptes-rendus de réunion dont le plus récent n'a pas été validé par le groupe de travail.

REGLES DE DECOUPAGE DES ENTITES VOLCANIQUES

Groupe de travail (( volcanisme ))

L I ) J@g/e,s g~ll;ni.rfl/e.r

L,e groupe de travail a choisi de ne considèrer, comme entité aquifère, que les massifs volcaniques tertiaires et quaternaires de plus de 100 km2 qui ont conservé une çéométrie, une morphologie etiou une structure volcanique identifiable (soit originelle, soit suite à une évolution géomorphologique simple de type : érosion, affaissement ou effondrement partiel. . . .). Ces massifs sont les seules unités volcaniques pouvant constituer chacune, compte tenu de la connaissance actuelle de leur hydrogéologie, un système aquifère au niveau national.

h) Au riii~t?'nrr iicilioiinl

+ répondant à ces définitions.

Eilles sont toutes situées dans le Massif Central ; elles reposent sur un socle cristallin ou sédimentaire ~

Pour Ir France métropolitaine. nous retenons 9 entités aquifères volcaniques

- au cœur d u Massif Central : i- le plateau de la chaîne des Puys, i- le strato-volcan du Mont Dore, + le strato-volcan du Cantal, 4- le massif du Cézallier, + le plateau de l'Aubrac ; - + le plateau du Devès, -1 le plateau du Velay oriental, -1 l e plateau du Velay occidental, + le plateau des Coirons ;

Nous excluons ainsi, pour des raisons de taille non significative en tant qu'aquifère, les divers pointements d'âçe secondaire, tertiaire ou quaternaire très localisés et

sur la bordure sud-est du Massif Central :

BRGM/RP-50957.FR 25


généralement dispersés des Vosges, de Lorraine, d’Alsace, de Provence, des Causses, du Languedoc, de Bourgogne, de Limagne, du Forez,

Nous ne prenons pas non plus en compte les formations volcaniques aquicludes assimilables au socle cristallin, a savoir les formations suivantes :

les roches et formations volcaniques incluses dans les séries fortement plissées des chaînes alpine et pyrennéennes ;

les roches volcaniques permiennes des Maures et de l’Estérel, et du Mercantour ; -

- les volcandes, roches antépermiennes~

Les limites entre les entités sont essentiellement morphogéologiques. Les échanges hydrogéologiques entre les entités hydrogéologiques et le socle encaissant sont considérées comme limitées, dans l’état actuel de la connaissance : -

- l’essentiel des flux hydrodynamiques se situe dans le fond des paléo-vallées : les fracturations du socle (par les grandes failles, par les intrusions magmatiques, par les maars) sont souvent le siège d’un colmatage important du fait des processus Iiydrotherinaux, de l’altération, de l’hydratation rapide du verre volcanique.

o u point de vue de la qestion opérationnelle de la ressource en eau, ces entités hydrogéologiques concernent ainsi le bassin Loire-Bretagne, le bassin Adour-Garonne et le bassin Rhône-Méditerranée-Corse,

3 Pour les départements d’outre-mer, nous retenons 3 entités aquifères volcaniques répondant à ces définitions. Chacune d’entre elles est une (ou une partie) des îles volcaniques des Antilles (Guadeloupe et Martinique) et de la Réunion. Chacune est isolée dans u n contexte océanique en milieu tropical :

la Basse-Terre de Guadeloupe (850 km”, l’île de la Martinique (1080 km”, l ’ î le de la Réunion (25 11 km2’

c) Aii t i / i w m locnl

La méthodologie de découpage des différents domaines hydrogéologiques, ainsi que leur représentation cartographique, sont difficiles à établir du fait

- de la très grande disparité des structures des différents types de massifs volcaniques.

- de la méconnaissance globale des structures hydrogéologiques et des caractéristiques hydrodynamiques sur la plupart des entités (massifs volcaniques).

Par ailleurs, pour une même quantité d’eau reçue, des massifs volcaniques voisins dans le Massif Central peuvent avoir u n rendement hydrogéologique très différent, généralement liée à la perte de leur structure volcanique initiale.

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Aclualisalion des synthéses hydrogéologiques en RMC Description des entités hydrogéologiques el guide méthodologique du découpage

E\-ciiiQle : dcbils spécifiques de lii Cliaiiic dcs Puys I l I/d hii’

du Cantal 1 lisl !ai’

L,a connaissance hydrogéologique actuelle sur la plupart des entités aquifères volcaniques en France ne permet, pour I’instanl, d’en avoir qu’une vision en 2D

L,a vision ?D n’est, à ce jour, possible que sur trois entités hydrogéologiques françaises :

- la Chaîne des Puys,

- le plateau du Devès,

- l’île de la Réunion,

BILAN DES REFLEXIONS ET PROPOSITIONS’

L.es membres du groupe de travail se sont proposés de réaliser chacun une approche de la représentation cartographique du découpage des domaines hydrogéologiques sur une entité, soit de métropole. soit des DOM, afin de couvrir la palette des disparités et spécificités des entités hydrogéologiques françaises.

Remarques préliminaires :

CI) k m d e di.spni~i/e de coriiexie.s de.^ etitiiL;.r hydrogeoiogiqlies i~o/cnnIqiie,s ,/I~niiçnise.~ (niiir.opole et IIOM) :

+ disparité d’échelle : de 50 à 2500 km2,

+ disuarité de types d’édifices : cela va de plateaux volcaniques de faible épaisseurs - quelq7res diznines de niètres - (Chaîne des Puys, Devès, Velay, Coirons, , , . ) à des des strato volcans de grande dimensions - de In dizaine & In cetifnilie de kni - et de grande épaisseur - plusieur.s centaines k plusieurs tvI/liei,.s de miti,es - (Cantal, Mont Dore, Guadeloupe, Martinique, Réunion).

+ disoarité de twes de formations :cela va d’un empilement de quelques coulées basaltiques à un millefeuille de pyroclastites.

h) Forle.< hitirogiiiiité et niécoriimissnnce de In géologie et de 1 ’hydrogéologie de,s e i t i i i i . ~ i,olcLoiicliie,s,~niiçai.~es (niilropole et DOM).

Au 1“’ ,juin. ce bilai1 ii‘a pas été cncore validé par le groupe de travail (cf, NB) 5

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Actualisation des synthèses hydrogéologiques en RMC Description des entilès hydrogéologiques et guide méthodologique du découpage

La connaissance et l’information géologique et hydrogéologique disponibles à ce jour sur ces entités sont généraleinent

1 très limitées peu ou pas de forages, peu ou pas de mesures hydrodynamiques homogènes (a l’échelle de l’entité) ,

+très disparates d’une entité à l’autre

Réflexions et propositions pour la représentation cartographique

Les imdes de wpri.sentnfiori car/ogrnphiqiie,y des enfilés hydrogéologiques pour la gestion des aquifères volcaniques (au niveau national) peuvent difficilement être homogènes d’un massif volcanique à l’autre el nécessitent une adaptation :

- -

au style géologique et hydrogéologique de chaque entité, au niveau d’information hydrogéologique disponible sur chaque massif

Le dicoiipage des etitit6.r iinlionales en nqiriferes localcc est incertain et dificile, du fait de la méconnaissance de ces structures.

L,e.r or~iei i f i i f iot i .s g i i i i ~ ~ n l e . ~ propost‘e,~ p o w le niode de r~epréseiirntion cciriop aphiqiie de..,. e/i/iti.y locrrles sont essentiellement les suivantes :

- Etriblir ies diffZrentes liniites morphogéologiques perniettnnt d’éiablir des hilrrns hyyrlrotlynnniiques :

- Limites phvsioues des structures morpho-géologiques et des formations volcaniques (qui jouent un rôle fondamental dans le compotiernent hydraulique et hydrodynamique de l’entité) : limites de coulées, des cônes volcaniques, limites de crêtes, de morphologie du socle sous-jacent, des paléovallées, etc

Limites des formations volcaniaues de comportement homogène, telles que : coulées de lave fracturée et non fracturée, pyroclastites*” peu perméables, coliuvions, alluvions~

Limites stmcturales : failles et fissures, intrusions de lave, zones fracturées et zones massives, , . .

- Pendages des couches

-

-

I(1

lois des enipt io i is cy l i i s i ves . Foniiatioiis soiiveiit soiidees, Iiydrollieniialisées. iiiipeniiéables. 1:onii;iiioii volcaiiiqiie ioniiie par ilïs Liagiiiaiis d ï Iavc de toiile grsiiuloiiieirie (blocs. Ispillis, cciiùrcs). piilvinsis

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- Représenier I’incertiturles (le ces liniites

- Indiquer les zones (le colnmtage : altération météorique, altération tiydrothermale, . .

- Re/irésenter les ddnients nquzfères pertinenis : zones d’infiltration, sources et émergences, .., ainsi que leur débit

- Représenter le bilan hydrologique de l’entité.

3.2. METHODOLOGIE ADOPTEE AU NIVEAU DU BASSIN RMC

Les principes énoncés ci-dessous ressortent de réflexions menés entre le BRGM, [’Agence de l’Eau, et les DlREN de Bassin.

Elles ont pour objet d’unifier les travaux menés dans chaque région el peuvent servir de base à des propositions extrapolables au niveau national.

Dans chaque cas. elles ne sont que l e cadre général et pourront, à la marge subir des exceptions, qui seront alors clairement justifiées dans les documents accompagnant les nouvelles entités.

3.2.1. Systèmes aquifères alluviaux

- Méihodoloeie La méthodologie générale adoptée au niveau du bassin FMC a été décrite au chapitre 3. 1.4,

Le principe général consiste à faire ressortir les zones alluviales, dans k u i , corilir7iritt‘ par r’rrpprt ail c o i m d’ecni et non par rapport aux formations qu’elles recouvrenl~ Des subdivisions seront créées quand elles sont justifiées par un changement de lithologie l e long du cours d’eau puisque cela entraîne un changement d’alimentation.

On ne distinguera les rives çauche et droite que si ces dernières sont indépendantes d’un point de vue hydrodynamique (cours d’eau qui entaille l e substratum, cours d’eau important comme le Rhône, la Saône, la Durance, . . .).

En général, 1e.s ten’asses nllriikdes .seroiit intégrées aux sysièmes des alluvions nrou’er,iies, quitte, si besoin est, à définir des subdivisions localement. Seuls les cas où les terrasses et les alluvions modernes seront clairement identifiées comme étant sans relation pourront aboutir à des scindements de systèmes.

Enfin, dans le cas général, les zones de confluence ne seront pas individualisées sauf quand on disposera d’informations suffisantes (cartes piézométriques, . . .). Le cours

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d’eau principal prendra n y io / , i le pas SUI^ son confluent, pour ce qui concerne la délimitation des systèmes.

- Codification E n se fondant sur la lisle des cours d’eau stnicturants du bassin RMC, qui sera fournie par l’Agence de l’Eau, un même numéro sera attribué aux systèmes alluviaux de la source à l’aval d u cours d’eau - en se fondant sur la liste nationale des aquifères pour prendre des no libres. Les tronçons seront identifiés en apposant une (ou des) lettres à droite du numéro général (ordre alphabétique croissant de l’amont vers l’aval, de a à z, puis aa, ab, ac . . . si besoin est).

120 151

360c

\

3.2.2. Le découpage des systèmes aquifères sédimentaires non alluviaux

Le découpage se fait conformément aux contours géologiques, et/ou litho-structuraux L,es sous-systèmes apparaîtront avec une lettre au bout de leur code.

30

Actualisation des synthèses hydrogéologiques en RMC Description des entitès hydrogéologiques et guide méthodologique du découpage

3.2.5.

Ces grands domaines, constitués par juxtaposition de formations de nature lithologique parfois très hétérogène, dont certaines sont potentiellement aquifères, pourraient être individualisés sur une base litho-structurale (grands accidents.. . ) établie au 11250.000, On peut ensuite effectuer u n redécoupage en fonction des grands bassins hydrographiques.

Cela permettra de garder une certaine imprécision traduisant la méconnaissance des contours hydrogéologiques de ces entités. Là où des secteurs géographiques seront reconnus aquifères - au moins à l’échelle départementale ~ des entités pourront être individualisées. en accolant une lettre au code du domaine.

Le découpage des domaines de montagne

3.2.6.

Une étude a été commandée par l’Agence de l’Eau sur 32 aquifères karstiques identifiés dans le SDAGE comme (( milieu aquatiques remarquables à forte valeur patrimoniale )), Elle est sur le poinl d’aboutir : les résultats seront intégrés pour la révision de la synthèse lors du découpage des entités karstiques. II s’agit de délimiter ces zones et de distinguer pour les ensembles karstiques les différents systèmes qui les composent.

On définit pour les besoins de la synthèse une (( unité karstique )) comme étant contenue dans un ensemble karstique et pouvant contenir 1 à N systéme(s) karstique(s). C’est jusqu’à l’échelle de l’unité qu’il a été décidé de travailler. Un ensemble sera défini, quand cela est possible, sur la base des massifs géographiques. Dans les autres cas, on prendra comme limites les grands cours d’eau (niveaux de base), la lithologie et la géologie stmcturale. Le découpage en unités sera effectué en fonction du drainage d u karst, de la localisation de ses principaux points d’émergence.

Le code sera attribué à un ensemble défini, les unités étant distinguées par une lettre à la suite du code de l’ensemble.

Le découpage des entités karstiques

3.2.7.

Le découpage se fera sur la base de la litho-stratigraphie, un sous-découpage en unités en fonction des impluvium, sur la base de lettres s’ajoutant au code du domaine sera éventuellement réalisé selon l’état des connaissances. On rappelle que la réflexion nationale engagée sur ce point a insisté sur le fait que (( le découpage des entités nationales en aquifères locaux est incertain et difficile du fait de la méconnaissance de ces stnictures ))

Le découpage des domaines volcaniques

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4. MAQUETTE DU CATALOGUE

Cette maquette a été conçue en prenant comme exemple l’entité hydrogéologique 325B (Isére - Grésivaudan), système aquifère alluvial en amont de Grenoble Elle a été principalement réalisée à l’aide de la synthèse départementale réalisée par la DIREN”. de données DDASS et BSS

La maquette figure en annexe du rapport. Le format retenu est 3 feuilles A4. La fiche comprend cinq parties qui décrivent :

- la géologie, - l’hydrogéologie, - l’entité hydrogéologique, - la bibliographie consultée pour réaliser la Fiche ainsi que les cartes

géologiques correspondant à la zone de l’entité, - une carte au format A4 de l’entité hydrogéologique sur un fond IGN au

11250000 avec la piézométrie ou le sens d’écoulement de la nappe (quand l’information existe), les principaux captages AEP.

Selon les informations disponibles et le format qui a été retenu (3xA4) pourront être ajoutés :

-

- uii graphique de I’évoluiion des prélèvements d’eau souterraine, u n graphique (( qualité )) sur l’évolution de la teneur en u n élément chimique ou physico-chimique (nitrates par exemple), un graphique (( quantité D sur l’évolution des niveaux de nappe (piezomètre de référence)^

-

Pour les entités hydrogéologiques captives, on indiquera : - les systèmes libres associés, - le type de drainance, - l’épaisseur de la couverture, - la superficie de la zone d’alimentation.

Pour les entités karstiques, la maquette sera adaptée pour prendre en compte les paramètres spécifiques au karst (nous intégrerons alors certaines informations contenues dans la base de données ((karst N en cours d’élaboration qui doit nous être fournie par l’Agence de l’Eau).

DIREN Kliôiic-Alpcs. Conseil Féncral dc I’lsèrc ( 1 999) - Départeinent de 1Isere, Syntlièsc I I

Iiydrogcologiqiie dépirieineiiialc. 94 p.

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5. CONCLUSIONS

Les travaux ont permis de ~

- Concevoir et proposer une base de données informatiques, testée du point de vue du fonctionnement, mais qui sera soumise pour approbation aux membres du Comité de Pilotage ; cette base de données est décrite dans le rapport BRGM RP-50956-FR

Mettre sur pied une méthode de découpage et de classement des entités hydrogéologiques, en définissant notamment sept types d’entités.

Les propositions de modifications des contours des entités existantes, ou la création de nouvelles entités peuvent maintenant être mise en œuvre précisément et les informations stockées dans la Base de données.

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Bibliographie

BASSIN RHÔNE ~ MEDJTERRANEE - CORSE (1985) ~ Catalogue des domaines hydroçéologiques~

Cornet J . (2000) - Référentiel hydrogéologique français par entités hydrogéologiques (BD RHF) - Approche méthodologique pour une version V2 homogène. Rapport définitif - Etape 1 , BRGM/RP-S0445-FR, 41 p~

OJREN Rhône-Alpes (1999) - Département de l’Ain. Bilan hydrogéologique départemental. 94 p.

DIREN Rhône-Alpes, Conseil Général de l’Isère (1999) - Département de l’Isère. Synthèse hydrogéologique départementale. 94 p.

Gravost M. (1986) - Synthèse hydrogéologique de la région PACA. Quantité - qualité Etat des connaissances en 1985. BRGM 86-SGN-255 PAC. 4 volumes. 4 cartes

Parascandola M.F., Burloux F., Rousselot D.. Debaisieux B. (1982) ~ Synthèse hydrogéologique de la région Rhône-Alpes. BRGM 82-SGN-380 RHA, 141 p, I carte.

SRAE Rhône-Alpes, DDAF de l’Ardèche (1984) - Coniribution des Services Extérieurs d u Ministère de l’Agriculture a la connaissance des ressources en eaux souterraines dans le département de l’Ardèche. 1 15 p.

SRAE Rhône-Alpes. DDAF de la Drôme (1981) - Contribution des Services Extérieurs du Ministère de l’Agriculture à la connaissance des ressources en eaux souterraines dans le département de la Drôme. 166 p.

SRAE Rhône-Alpes, DDAF de l’Isère (1999) ~ Contribution des Services Extérieurs du Ministère de l’Agriculture à la connaissance des ressources en eaux souterraines dans le département de l’Isère 140 p~

SRAE Rhône-Alpes, DDAF de la Loire (1981) - Contribution des Services Extérieurs du Ministère de 1’ Açriculiure à la connaissance des ressources en eaux souterraines dans le département de la Loire, 74 p.

SRAE Rhône-Alpes, DDAF du Rhône (1981) ~ Contribution des Services Extérieurs du Ministère de 1’ Agriculture à la connaissance des ressources en eaux souterraines dans le départernent du Rhône. 71 p.

SRAE Rhône-Alpes, DDAF de la Savoie (1984) - Contribution des Services Extérieurs du Ministère de l’Agriculture à la connaissance des ressources en eaux souterraines dans le département de la Savoie. 69 p.

SRAE Rhône-Alpes, DDAF de Haute-Savoie (1981) - Contribution des Services Extérieurs du Ministère de l’Agriculture à la connaissance des ressources en eaux souterraines dans le département de Haute-Savoie. 69 p.

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Annexe Maquette du catalogue

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