ASSOCIATION SYNDICALE AUTORISEE DES CHAILLOUX MAIRIE DE SAINT-AUBIN-LE-DEPEINT (37)

ETUDE PREVISIONNELLE DE L'INFLUENCE D'UN CAPTAGE SUR LA NAPPE DU CENOMANIEN PAR

SIMULATION MATHEMATIQUE

par J. AURIOL

R 32244 CEN 4S/91 - FEVRIER 1991

BRGM - CENTRE B.P. 6009 - Avenue de Concyr

45060 - ORLEANS CEDEX - Tél. : 38.64.37.37

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J. AVRIOL 1991 ASSOCIATION SYNDICALE AUTORISEE DES CHAILLOUX, MAIRIE DE SAINT-AUBIN-LE-DEPEINT (37) - ETUDE PREVISIONNELLE DE L'INFLUENCE D'UN CAPTAGE SUR LA NAPPE DU CENOMANIEN PAR SIMULATION MATHEMATIQUE. Rapport BRGM Nm R 32244 CEN 4S/91 15 pages, 6 figures, 3 tableaux, et 1 annexe,

(auteur, année d'édition, titre, nature et numéro du document, nombre de pages, de figures, de tableaux, de planches, d'annexés).

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Rapport n* : R 32244 CEN 4S/91

Opération n* : 93.158.20526

Contrat n* :

ASSOCIATION SYNDICALE AUTORISEE DES CHAILLOUX MAIRIE DE SAINT-AUBIN-LE-DEPEINT

(INDRE-ET-LOIRE)

ETUDE PREVISIONNELLE DE L'INFLUENCE D'UN CAPTAGE SUR LA NAPPE DU CENOMANIEN PAR SIMULATION MATHEMATIQUE

N* Rapport : R 32244 CEN 4S/91 J. AURIOL N* PR : 93 158 20526

RESUME

BUT

Dans le cadre de l'application du décret du 10 Juin 1985 concernant la protection des eaux souterraines en Indre-et-Loire, l'Association Syndicale Autorisée (A.S.A.) des CHAILLOUX doit évaluer les effets prévisionnels sur l'aquifère Cénomanien d'un projet de captage destiné à renforcer les capacités de production d'eau d'irrigation, en cas de déficit des apports d'eau superficielle dans la retenue collinaire en cours de réalisation.

OBJET

L'A.S.A. des CHAILLOUX a confié au BRGM-Centre cette évaluation, qui a été réalisée à l'aide du modèle mathématique régional dont il dispose, en admettant un volume d'eau exploité de 70.000 m3/an réparti sur 3 à 4 mois (débit d'exploitation 50 m3/h durant 10 h/jour).

RESULTATS OBTENUS

On a pu montrer que :

- les abaissements de niveaux piézométriques seraient de l'ordre de 1 à 1,6 mètres dans un rayon d'environ 2,5 km autour du projet ;

- le captage destiné à l'alimentation en eau potable de la commune de Saint-Aubin-le-Dépeint (426/1X/2001) verrait son niveau dynamique abaissé d'un mètre environ ; l'abaissement de la pompe en place actuellement n'étant pas possible, il convient de s'assurer que le niveau dynamique de l'eau peut supporter un tel abaissement, sans changer le régime d'exploitation actuel, notamment en période de basses eaux.

TABLE DES MATIERES

Page

RESUME

INTRODUCTION 1

1 - ALIMENTATION EN EAU DE L'A.S.A. DES CHAILLOUX 5

2 - CAPTAGE PREVISIONNEL 5

3 - INVENTAIRE DES OUVRAGES ENVIRONNANTS 5

4 - INFLUENCE PREVISIONNELLE DU PROJET 11

4.1. Procédé de calcul mis en oeuvre 11

4.2. Description sommaire du modèle (rappels) .... 11

4.3. Hypothèse de prélèvement 12

4.4. Rabattements moyens prévisionnels 12

CONCLUSIONS 15

ANNEXE : REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

- 1 -

INTRODUCTION

L'Association Syndicale Autorisée (A.S.A.) des CHAILLOUX (commune de Saint-Aubin-le-Dépeint, en Indre-et-Loire, cf. plan de situation figures 1, 2 et 3), envisage la réalisation d'un forage de 110 mètres de profondeur environ, captant l'aquifère Cénomanien, afin de pallier une insuffisance éventuelle de l'alimentation naturelle d'une retenue collinaire en cours de réalisation.

L'usage de l'eau produite serait donc l'irrigation de 113 ha de maïs et 43 ha de vergers.

Depuis le 10 Juin 1985, en Indre-et-Loire, et en application du décret-loi de 1935 relatif à la protection des eaux souterraines, tout forage de profondeur supérieure à 40 m est soumis à autorisation préfectorale préalable.

L'A.S.A., en liaison avec la Direction Départementale de l'Agriculture et de la Forêt, a demandé au BRGM d'effectuer la simulation de l'influence prévisionnelle du projet au droit de l'ouvrage lui-même, ainsi que dans les ouvrages environnants, à l'aide du modèle mathématique régional dont il dispose.

Il s'agit en effet de prévoir les baisses de niveaux piézométriques qui seraient provoquées par le futur ouvrage, afin d'en informer les services chargés de l'instruction de la demande d'autorisation.

2 -

PROJET

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- 4 -

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V - PMN DE S/TUAT/ON ,ji. Forage captant l'aquiiere Céncmanioi

>*J* Éouger^ Echelle 1/25000

FIGURE 3

- 5 -

1 - ALIMENTATION EN EAU DE L ' A . S . A . DES CHAILLOUX

L'A.S.A. des CHAILLOUX envisage le développement de l'irrigation collective entre ses adhérents ; un projet de stockage d'eau superficielle est en cours de réalisation (cf. figure 3).

L'A.S.A., en liaison avec la Direction Départementale de l'Agriculture et de la Forêt (D.D.A.F.), estime qu'il existe un risque de remplissage insuffisant de la retenue ; la D.D.A.F. a indiqué qu'il est souhaitable de prévoir une alimentation supplémentaire de 70.000 m3/an d'eau, sur une période de 3 à 4 mois.

Compte tenu de la faible productivité du niveau géologique du Turonien, l'A.S.A. envisage ainsi la réalisation d'un forage captant l'aquifère Cénomanien.

2 - CAPTAGE PREVISIONNEL

Le forage projeté aurait pour coordonnées Lambert approximatives :

X = 455,30

Y = 292,76

et une profondeur de 110 mètres environ.

3 - INVENTAIRE DES OUVRAGES ENVIRONNANTS

On a procédé à un inventaire des ouvrages captant l'aquifère Cénomanien dans un rayon de 10 km environ autour des sites des forages projetés.

Leur identification et leurs principales caractéristiques sont reportées dans le tableau 1 et leurs positions relatives sur les figures 4 et 5, ainsi que les courbes isopièzes observées en 1986.

On peut remarquer que les 6 ouvrages inventoriés figurant dans la Banque des Données du Sous-sol (B.S.S.) du BRGM, sont relativement proches du forage projeté (distance de l'ordre de 2 km).

Le rapport du Bureau d'Etudes Géologiques (15, Rue Auguste Perret à Tours), en date du 10/11/1990, mentionne l'existence d'un ouvrage captant l'aquifère Cénomanien au lieu-dit "La Mahonnerie" (cf. figure 3), profondeur 100 m, débit 40 m3/h (rabattement 56 m) ; les coordonnées Lambert approximatives seraient d'après la figure 3 : X = 455,65, Y = 290,44 ; l'ouvrage est donc distant de 2,4 km du forage projeté.

Par ailleurs il apparaît utile, d'une façon générale, d'inventorier (cf. tableau 2) les ouvrages proches, captant l'aquifère Turonien : en effet

- 6 -

les deux niveaux aquifères (Turonien et sables Cénomaniens) sont séparés par une couche semi-perméable de marnes à ostracées d'une dizaine de mètres d'épaisseur ; leurs exploitations respectives peuvent s'inter-influencer à terme par phénomène de drainance (faible écoulement à travers le niveau semi-perméable).

Bien qu'il ne soit pas possible actuellement de prévoir les abaissements piézométriques (rabattements) induits par l'exploitation de l'aquifère Cénomanien, dans l'aquifère Turonien (et réciproquement), il est souhaitable d'identifier les ouvrages les plus rapprochés afin, le cas échéant, d'en surveiller l'évolution.

On a reporté figure 4, les ouvrages exploitant l'aquifère Cénomanien situés dans le Département de la Sarthe (commune de CHENU) ; ils sont situés à plus de 5 km du projet.

Liste des Points de prélèvements recensés dans un rayon de 10 km environ

et captant l'aquifère CENOKANIEN en INDRE & LOIRE (37)

05/02/91

Coordonnées Lambert du Projet : X(kai) = 455.10 Y(km) = 292.76 («aille du Modèle : 61/2/4/4 )

N« BRSM

426/1K/2001 426/1X/2003 426/1X/2004 426/1X/2005 426/1X/2006 426/1X/207C

Commune

SAINT-ftUBIN-le-DEPEINT SftINT-ALîBIN-le-DEFEINT SflINT-AUBIN-le-DEPEINT SAINT-AUBIN-le-DEPEINT SflINT-AUBIN-le-DEPEINT SAINT-AUBIN-le-DEPEINT

N' insee de la

Commune

370207 370207 370207 370207 370207 370207

Désignation

O.E0URG MENARD JF CHALUERE CUMA CHAILLEUX DURAND

X (km)

453.70 453.74 453.95 452.70 452.76 457.50

Y(kai)

294.80 292.75 292.52 293.60 292.86 292.50

Altitude Z (*)

(m NSF)

85.00 103.00 126.00 95.00 119.00

999999?

N' Maille

du Modèle

61/1/3/1 61/1/6/4 61/1/6/5 61/1/2/8 61/1/5/2 61/2/5/0

Profondeur totale

(8)

32 60 100 100 140 0

Usage de l'eau

A.E.P. AGRICULTURE AGRICULTURE AGRICULTURE AGRICULTURE AGRICULTURE

Ressource

captée

CEN0HANIEN CEN0MANIEN CENCMANIEN CENOKANIEN CEN0MANIEN CENOMANIEN

Distance au Projet

(km)

2.5 1.4 1.2 2.6 2.3 2.4

Volume déclaré

en 86- «3

23300 8000

0 79000 6000 6500

I

I

L Nb de Points d'eau recensés 6| Volume total prélevé, déclaré en 1986 : 122,800 m3/an, dans une zone de 10 km environ autour de l'ouvrage projeté.

* la valeur 9999999 pour l'Altitude Z, signifie que les coordonnées X,Y sont approximatives. Ces coordonnées correspondent au centre de la maille du Modèle hydrodynamique dans laquelle on a pu seulement situer le point de prélèvement.

IHFLRNTHTION da« OUVRAGES CAPTANT l'BOUIFEfiE CENOMflNIEN (37)

300

295..

290..

285

280

una 1145 USO •155

J* T Ouvrag« exploitant

l'*quif*r« CENOHAHI«

*—>- Court« isopièz«

db—rvé* (19d6) («n a HGF)

Mill« du Model«

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LiiKilt du d«porttm»nl dt l'Indrt il Ldft

BRGM

2 9 5 . .

293 ..

292 . .

291 .. 1152

IMPLANTATION d*< OUVRAGES CAPTANT 1 AOUIFERE CENOMANIEN 1373

453 4511 455

Limiti du déportcmtnt dt l'Indrt «f Loin

458

wm/tmi tt/ts/n r IM lit«

457

T Ouvr*g« «xploittnt

l**qulf*r« CEMOMAJflDf

****** Court* l«opi«z«

obMrvfe (1966) U n • «T>

Mill« du Model«

BRGM

Liste des Points de prélèvements recensés dans un rayon de 10 km environ et captant 1 'aquifers Sénfl"T^*f0A'"t

en INDRE t LOIRE (37)

Coordonnées Laubert du Projet ¡ M « ) = 455.10 ; Y(km) = 292.76 (Maille du Modèle : il/2/4/4)

N° BRSM

426/2X/0004 426/2X/0006 426/2X/213A 426/2X/2133 426/2X/213E 426/5X/213F 426/5X/0002 42Ä/5X/0007 426/6X/0002 426/6X/0005 426/6X/0008 426/6X/0009 426/6X/0016 426/6X/0017 426/6X/231A 426/6X/231D 426/6X/231H 425/8X/0007

Commune

SAINT-CHRISTOPHE-sur SAINT-CHRISTOPHE-sur SAINT-CHRISTOPHE-sur SAINT-CHRISTOPHE-sur SAINT-CHRISTOPHE-sur-SAINT-CHRISTOPHE-sur SAINT-PATERNE-RACAN SAINT-PATERNE-RACAN SAINT-PATERNE-RACAN SAINT-PATERNE-RACAN SAINT-PATERNE-RACAN SAINT-PATERNE-RACAN SAINT-PATERNE-RACAN SAINT-PATERNE-RACAN SAINT-PATERNE-RACAN SAINT-PATERNE-RACAN SAINT-PATERNE-RACAN VILLIERS-au-BCUIN

•le-NAIS -le-NAIS -le-NAIS •le-NAIS -le-NAIS •le-NAIS

N' insee de la

Commune

370213 370213 370213 370213 370213 370213 370231 370231 370231 370231 370231 370231 370231 370231 370231 370231 370231 370279

Désignation

HARDRAIE SICA COUTREAU CARROLAT GENEST GAEC REVECHE HINDIE JC. TERRAIN SP TERRAIN SP MOULIN IRA FGUSSEREAU G.BARDET JY.MOISY GAEC

HERAUDIERE

X(koi)

461.34 459.97 459.17 459.17 459.17 457.50 455.95 460.83 460.15 460.10 459.87 458.BO 460.91 460.51 460.83 460.83 460.83 446.85

— •—-———

Y(ka)

292.77 291.97 294.17 294.17 292.50 290.83 287.85 287.50 291.05 291.10 291.10 288.75 290.30 289.57 290.83 289.17 290.83 287.30

Altitude Z (*)

(a NSF)

71.00 62.00

9999999 9999999 9999999 9999999 117.00

9999999 65.00 65.00 70.00 0.00

70.00 111.00

9999999 9999999 9999999

80.00

N« Maille

du Modèle

61/3/4/6 61/2/6/9 61/2/3/0 61/2/3/0 61/2/6/0 61/2/8/0 61/5/4/2 61/6/4/0 61/3/7/4 61/3/7/4 61/2/9/6 61/5/3/7 61/3/7/8 61/6/1/1 61/3/7/0 61/6/1/0 61/3/7/0 60/6/5/4

————————— Profondeur

totale (i)

44 23 0 0 0 0 40 80 6 13 19 78 13 50 0 0 0 65

Usage de l'eau

AGRICULTURE AGRICULTURE AGRICULTURE AGRICULTURE AGRICULTURE AGRICULTURE AGRICULTURE AGRICULTURE A.E.P. A.E.P. A.E.P. AGRICULTURE AGRICULTURE AGRICULTURE AGRICULTURE AGRICULTURE AGRICULTURE A.E.P.

— — — — — — Ressource

captée

TURONIEN TURCNIEN TURONIEN TURONIEN TURCNIEN TURONIEN TURCNIEN TURONIEN TURONIEN TURONIEN TURONIEN TURCNIEN TURONIEN TURONIEN TURONIEN TURONIEN TURONIEN SENO-TURONIEN

— Distance ¿u Projet

(ka)

6.2 4.9 4.3 4.3 4.1 3.1 5.0 7.8 5.3 5.3 5.1 5.5 6.3 6.3 6.0 6.8 6.0 9.9

•

Volume

déclaré en 66- a3

5100 0

10000 10000 10000 10000 12000 6400

81700 113600

0 5000 0 0

20000 3500

30400 118400

I Nb de Points d'eau recensés : 18 I Volume total prélevé, déclaré en 1986 : 436,100 in3/an, dans une zone de 10 ka environ autour de l'ouvrage projeté.

* la valeur 9999999 pour l'Altitude Z, signifie que les coordonnées X,Y sont approximatives. Ces coordonnées correspondent au centre de la maille du Modèle hydrodynamique dans laquelle on a pu seulement situer le point de prélèvement.

05/02/91

c

- 11 -

4 - INFLUENCE PREVISIONNELLE DU PROJET

4.1. Procédé de calcul mis en oeuvre

On recherche l'abaissement de niveau de l'eau à distance (rabattement) que provoquerait l'ouvrage projeté. On procède à sa simulation sur modèle hydrodynamique.

Le modèle existant est réalisé avec le logiciel VTDN du BRGM (simulation d'un écoulement bi-dimensionnel, en régime permanent ou transitoire ; calculs des surfaces piézométriques au droit des noeuds d'un maillage carré régulier, pouvant le cas échéant être subdivisé ; méthode de calcul des différences finies).

4.2, Description sommaire du modèle (rappels)

L'aquifère Cénomanien au droit de la zone d'étude appartient à un système aquifère multi-couche.

On a pris en compte les deux niveaux aquifères principaux de ce système :

- le niveau Séno-Turonien

- le niveau Cénomanien.

Les deux niveaux, séparés par une couche semi-perméable de marnes à ostracées, de 10 à 20 m d'épaisseur, sont l'objet d'échanges d'eau par drainance.

Le niveau jurassique sous-jacent est assimilé à une couche imperméable.

La transmissivité moyenne de l'aquifère Cénomanien est estimée à 10-3 m2/s.

L'extension géographique de ce système recouvre le département de l'Indre-et-Loire, mais également une partie des cinq départements limitrophes.

Le modèle régional représentatif de ce système aquifère a fait l'objet de plusieurs études ; les rapports correspondants peuvent être consultés auprès du BRGM/Centre ; on trouvera en Annexe les références principales.

On a reporté figure 6 la partie du maillage correspondant au département de l'Indre-et-Loire, ainsi que l'extension de la zone de la présente étude.

- 12 -

La surface piézométrique adoptée comme référence pour l'aquifère Cénomanien est celle correspondant au dernier relevé général effectué en 1986 ; on a reporté figure 4 la partie correspondante à la zone d'étude.

Le débit moyen total extrait de l'aquifère Cénomanien en 1986 est ainsi estimé à 2.300 m3/h.

4.3, Hypothèse de prélèvement

Le volume annuel souhaité pour le projet est de 70.000 m3, répartis sur une période d'irrigation continue de 3 à 4 mois.

Le débit moyen de prélèvement 20 h/24 pendant 3 mois/an est donc d'environ 50 m3/h.

4.4 . Rabattements moyens prévisionnels

On a obtenu les valeurs suivantes des rabattements prévisionnels induits par le projet, à partir de simulations en régime transitoire (3 mois/an au débit de 50 m3/h) d'après la dernière surface piézométrique observée (1986) et les conditions d'alimentation adoptées (drainance entre les deux niveaux aquifères du Cénomanien et du Séno-Turonien).

Ouvrage (cf. figures 4 et 5)

426/1X/2001

426/1X/2003

426/1X/2004

426/1X/2005

426/1X/2006

426/1X/2070

Rabattements prévisionnels calculé (m)

1,10

1,60 ^

1,60

1,00

1,30

1,20 j

•

Observations

Forage AEP Saint-Aubin

Usages agricoles

FIGURE 6 -13-

RESEflU d»a HflILLES du MODELE HTDHODTNflHIOUE

305

290

275

280 . !

245

230

215

200

1B5 <J20 «30 UUO 1150 U60 U70 USO U90 500 510 520 530

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BRGM

- 14 -

On doit noter que l'ouvrage 426/1X/2001, utilisé pour l'alimentation en eau potable de la commune de Saint-Aubin-le-Dépeint, verrait son niveau abaissé d'un peu plus d'un mètre ; un contact verbal avec la Mairie permet d'indiquer que :

- la pompe d'exploitation de cet ouvrage ne peut être davantage abaissée (profondeur 31 m) ;

- le niveau statique de l'eau serait situé à 14 mètres environ au-dessus de la pompe.

Le projet ne devrait donc pas être trop préjudiciable à cet ouvrage, sous réserve de vérifier que le niveau dynamique en période de basses eaux demeure satisfaisant. Un suivi péizométrique continu serait souhaitable.

Pour ce qui concerne les autres ouvrages captant l'aquifère Cénomanien et utilisés à des usages agricoles, il conviendrait de vérifier que les conditions d'exploitation sont compatibles avec les abaissements prévisionnels du niveau de l'eau indiqués dans le tableau ci-avant.

- 15 -

CONCLUSIONS

La simulation sur le modèle mathématique régional du BRGM, de l'exploitation d'un nouvel ouvrage captant l'aquifère Cénomanien, sur la commune de Saint-Aubin-le-Dépeint au lieu-dit "Les CHAILLOUX", et destiné à l'irrigation, a permis d'établir les éléments suivants :

- les abaissements de niveaux piézométriques seraient de l'ordre de 1 à 1,6 mètres dans un rayon d'environ 2,5 km autour du projet (coordonnées Lambert : X = 455,10, Y = 292,76) ;

- l'abaissement piézométrique au droit du forage d'alimentation en eau potable de la commune de Saint-Aubin-le-Dépeint (n° 426/1X/2001) serait de l'ordre du mètre ; les conditions d'exploitation actuelles de l'ouvrage semblent compatibles avec cette influence, sous réserve de vérifier que le niveau dynamique de l'ouvrage en période de basses eaux demeure satisfaisant ; un suivi piézométrique continu serait souhaitable.

Ces résultats sont obtenus, pour les conditions d'exploitation du projet, suivant :

- la durée d'exploitation, 3 à 4 mois/an ;

- le volume annuel exhauré maximum : 70.000 m3/an ;

- le débit d'exploitation : 50 m3/h, 10 h/jour.

ANNEXE

References bibliographiques

Principales références bibliographiques du BRGM relatives au modèle de l'aquifère Cénoianien

(1) 70 SGN 169 BDP : Etude hydrogéologique de la Touraine. Hydrogéologie du Cénomanien dans l'Indre-et-Loire (06/1970)., par N.DESPREZ, J.DUPRE et C.MARTINS.

(2) 80 SGN 285 CEN : Etude de la nappe du Cénomanien de Touraine. Elaboration d'un modèle mathématique schématique de simulation de l'aquifère (3ème phase) (05/1980), par N.DESPREZ et A.PLONGERON.

(3) 83 SGN 781 CEN : Nappe du Cénomanien de Touraine. Etat actuel et évolution. Mise en oeuvre et application d'un modèle de simulation (11/1983), par D.CHIGOT.

(4) 83 CEN 008 : Etude hydrogéologique complémentaire de la nappe du Cénomanien de Touraine (02/1983), par D.CHIGOT.

(5) 89 SGN 339 CEN : Schéma d'exploitation des eaux de l'Indre-et-Loire (06/1989), par J.AURIOL et D.ROUSSELOT.