diagnostic des liens entre niveau piézométrique et débit d’étiage...

Diagnostic des liens entre niveau piézométrique et débit d’étiage sur le bassin

versant du Grand-Morin Rapport final

BRGM/RP-64743-FR Mai 2015

P. Stollsteiner Avec la collaboration de

A. Bel et Ph. Verjus (DRIEE)

Étude réalisée dans le cadre de l’accord cadre AESN / DRIEE / BRGM

Étude réalisée dans le cadre des opérations de Service public du BRGM

Ce document a été vérifié par : Olivier Douez Date : 05/06/2015

Approbateur :

Nom : Luc Closset Fonction : Directeur régional Île-de-France Date : 15/06/2015

Signature :

Le système de management de la qualité et de l’environnement est certifié par AFNOR selon les normes ISO 9001 et ISO 14001.

Mots clés : Modèle hydrologique, Modèle Gardénia, Relation nappe-rivière, Nappe eau, Hydrogéologie, Bassin versant, Hydrologie, Grand-Morin, Seine-et-Marne, Île-de-France. En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante : Stollsteiner P. (2015) – Diagnostic des liens entre niveau piézométrique et débit d’étiage : bassin versant du Grand-Morin. Rapport BRGM/RP-64743-FR, 27 p., 17 fig., 1 ann. © BRGM, 2015, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l’autorisation expresse du BRGM.

Étude des relations nappe-rivière du bassin versant du Grand-Morin (77)

BRGM/RP- 64743-FR - Rapport final

3

Synthèse

La DRIEE a demandé au BRGM de préciser les relations nappe-rivière dans le bassin versant du Grand-Morin, situé dans les départements de la Seine-et-Marne (77) en Île-de-France et de la Marne (51) en Champagne-Ardenne.

Il s’agit in fine de rechercher et définir des liens entre les débits du Grand-Morin, faiblement impactés par des prélèvements, à la station hydrométrique de Pommeuse (H5732010) et les niveaux piézométriques de la nappe de Champigny à Mécringes (01868X0030/S1).

Après analyse des différents niveaux piézométriques et des débits, le BRGM a procédé à une modélisation globale pluie - débit à Pommeuse - niveau piézométrique à Mécringes, à l’aide du logiciel Gardenia. Cette modélisation étant satisfaisante, elle valide ainsi les liens entre le débit et niveau piézométrique.

Celle-ci a ensuite été utilisée afin de simuler des prévisions, en date du premier avril, avec différentes conditions initiales. L’analyse et le report de ses prévisions ont ainsi permis d’élaborer des abaques permettant, suivant l’option fréquentielle de la pluie retenue, de prévoir le débit probable à la station de Pommeuse.



5

Sommaire

1. Introduction ...................................................................................................................... 7

1.1. CONTEXTE ET OBJECTIFS ...................................................................................... 7

1.2. MÉTHODOLOGIE ....................................................................................................... 8

1.2.1. Présentation générale ........................................................................................ 8

1.2.2. Caractéristiques propres au secteur du Grand Morin ......................................... 8

1.3. HYDROGÉOLOGIE DU BASSIN VERSANT DU GRAND-MORIN .............................. 9

1.3.1. Hydrographie ..................................................................................................... 9

1.3.2. Contexte géologique ........................................................................................ 10

1.3.3. Contexte hydrogéologique local ....................................................................... 11

1.4. COLLECTE, CONTRÔLE ET MISE EN FORME DES DONNÉES ............................ 11

1.4.1. Pas de temps ................................................................................................... 11

1.4.2. Données d’entrées ........................................................................................... 11

2. Modélisations globales ................................................................................................. 17

2.1. CALAGE SUR LA PÉRIODE 1978-2013 ................................................................... 17

2.2. EXEMPLE DE PRÉVISION AU 1ER AVRIL 2014 ....................................................... 18

3. Abaques de prévisions .................................................................................................. 21

3.1. DÉCROISSANCE DES NIVEAUX PIÉZOMÉTRIQUES ............................................ 21

3.2. RELATION NIVEAU PIEZOMÉTRIQUE - DÉBIT À LA STATION ............................. 22

3.3. ABAQUES ................................................................................................................ 24

3.3.1. Construction ..................................................................................................... 24

3.3.2. Utilisation ......................................................................................................... 26

4. Conclusion ..................................................................................................................... 27

5. Bibliographie .................................................................................................................. 27



6

Liste des figures

Figure 1 : Localisation du bassin versant du Grand-Morin. Source : ArcGIS, BD-Carthage. ..................7

Figure 2 : Carte de localisation des stations de mesures dans le bassin versant du Grand-Morin – Source : Climathèque, ADES et Banque Hydro, BD-Carthage. ..........................................9

Figure 3 : Carte géologique au 1/1 000 000 dans le secteur du bassin versant du Grand-Morin. Source : BRGM. ................................................................................................................ 10

Figure 4 : Données de débit du Grand-Morin aux différentes stations hydrométriques du bassin versant. Source : Banque Hydro II. .................................................................. 13

Figure 5 : Niveaux piézométriques observés (1969/2014). ................................................................... 14

Figure 6 : Chronique piézométrique de l'ouvrage 01868X0030/S1 de Mécringes. Source : ADES. ................................................................................................................. 15

Figure 7 : Carte des basses eaux de l’Éocène supérieur dans le secteur de la Brie. Source : Rampon, 1967, fond de carte ArcGIS Online, ESRI. ......................................... 15

Figure 8 : Calage GARDENIA sur l’ensemble des données disponibles (1978 - 2013). ...................... 17

Figure 9 : Exemple de prévision du débit à la station de Pommeuse et du niveau piézométrique à Mécringes au 1

er avril 2014. .............................................................................................. 18

Figure 10 : Zoom sur la prévision du débit et du niveau piézométrique au 1er

avril 2014. ................... 19

Figure 11 : Prévision du niveau piézométrique pour les mois à venir suivant sa valeur au 1er

avril en considérant que la pluie efficace sera nulle. ................................................................ 21

Figure 12 : Relation débit simulé-niveau simulés lors des périodes de vidange sans précipitation. .... 22

Figure 13 : Relation débit simulé-niveau simulé avec une précipitation médiane. ............................... 23

Figure 14 : Exemple 1 - Abaque pour pluie nulle. ................................................................................. 24

Figure 15 : Exemple 2 - pluie de fréquence = 0.2 et période de retour quinquennale sèche. .............. 25

Figure 16 : Exemple 2 - pluie de fréquence = 0.5 et période de retour médiane. ................................. 25

Figure 17 : Exemple d’utilisation d’un abaque....................................................................................... 26

Liste des annexes

Annexe 1 : Logs géologiques représentatifs de la géologie locale ....................................................... 29



7

1. Introduction

1.1. CONTEXTE ET OBJECTIFS

La DRIEE a demandé au BRGM de préciser les relations nappe-rivière dans le bassin du Grand-Morin, dont le bassin est situé dans les départements de la Seine-et-Marne (77) en Île-de-France et de la Marne (51) en Champagne-Ardenne (Figure 1).

Le contexte du Grand-Morin est caractérisé par de faibles prélèvements agricoles sur le bassin versant. Toutefois, le cours d’eau est l’un des premiers à franchir les seuils sécheresse et le dernier à en sortir.

Il s’agit in fine de rechercher et définir des liens entre les débits du Grand-Morin à Pommeuse (H5732010) et les niveaux piézométriques de la nappe de Champigny à Mécringes (01868X0030/S1) pour la mise en place éventuelle d’un système de gestion prévisionnelle de l'irrigation par le débit à Pommeuse.

Figure 1 : Localisation du bassin versant du Grand-Morin. Source : ArcGIS, BD-Carthage.



8

1.2. MÉTHODOLOGIE

1.2.1. Présentation générale

Pour répondre à cette problématique, la méthodologie mise en œuvre repose sur :

- l’analyse, au moyen des corrélations et/ou de comparaisons directes, des relations entre niveaux piézométriques et/ou et entre niveau piézométrique et débit d’étiage à la station hydrométrique ;

- et surtout des modélisations globales pluie-débit-niveau piézométrique qui présentent l’avantage de prendre en compte les facteurs climatiques dans les analyses (pluie et évapotranspiration).

1.2.2. Caractéristiques propres au secteur du Grand Morin

Au droit de ce secteur, il existe une station hydrométrique et nous proposons donc d’appliquer la méthodologie complète comprenant :

- l’analyse des données des piézomètres et des stations hydrométriques disponibles ;

- l’expertise de l’indicateur piézométrique existant afin de définir la ou les relations niveau piézométrique-débit et en déduire les valeurs des différents seuils d’objectifs ;

- la modélisation du bassin versant afin de vérifier les possibilités de prévision et/ou valider et/ou compléter l’approche par indicateur afin de fournir un abaque ou un outil permettant de réaliser des prévisions d’étiage les plus probables et les plus précises possibles compte tenu du type de modèle utilisé (modèle global).

Secteur Hydrométrie Piézométrie ETP, Pluie

Grand Morin

Meilleray (bassin versant : 336 km²) Pommeuse (bassin versant : 770 km²)

La Houssaye-en-Brie Jouy-sur-Morin

Mécringes

ETP Pluie

Prélèvements

Tableau 1 : Données collectées au cours du projet.



9

Figure 2 : Carte de localisation des stations de mesures dans le bassin versant du Grand-Morin – Source : Climathèque, ADES et Banque Hydro, BD-Carthage.

1.3. HYDROGÉOLOGIE DU BASSIN VERSANT DU GRAND-MORIN

1.3.1. Hydrographie

Le Grand-Morin, principal affluent rive gauche de la Marne en Seine-et-Marne (77), prend sa source sur le territoire de la commune de Lachy, dans le département de la Marne, et se jette dans la rivière Marne à Condé-Sainte-Libiaire (village situé à 7 km au sud-ouest de Meaux).

Son bassin représente une surface d’environ 1 200 km², répartie dans les départements de la Marne (partie amont) et en Seine-et-Marne (aval du bassin). Il est caractérisé par un vaste plateau dans lequel est venu s’encaisser le Grand-Morin.

L’occupation du sol du bassin est essentiellement agricole. L’emprise urbaine y est faible.

Le Grand-Morin s’écoule selon un axe SE-NW. Son débit est connu notamment au travers de la station hydrométrique du Grand-Morin à Pommeuse (H5732010). La chronique de débit journalier qui a débuté le 01/01/1967 a connu une interruption sur la période du 01/01/1976 au 31/12/1976.

Les basses eaux sont rencontrées en août-septembre et les hautes eaux en février. La lame d’eau moyenne annuelle est de 231 mm. Le débit journalier maximal connu est de 88.9 m3/s et le minimum est de 1.62 m3/s. Le graphique du niveau moyen du cours d’eau met en évidence un soutien important du cours d’eau par la nappe en période d’étiage.

Le QMNA5 est de 2.2 m3/s pour le bassin versant du Grand-Morin à Pommeuse, dont la surface est de 770km².



10

1.3.2. Contexte géologique

Le bassin versant du Grand-Morin se trouve en partie à l’extrémité nord-ouest du plateau briard. Les formations géologiques rencontrées concernent une grande partie des formations tertiaires : les Calcaires de Brie à l’affleurement jusqu’à la Craie en profondeur. Les Sables de Fontainebleau peuvent affleurer sous forme de buttes témoin. Au niveau de la vallée, les formations du Ludien (calcaire de Champigny) peuvent localement se trouver à l’affleurement, ou directement sous les alluvions.

En profondeur, cette série stratigraphique repose sur un substratum crayeux du Campanien (Crétacé supérieur).

L’épaisseur moyenne du Calcaire de Champigny (Ludien) est de l’ordre de 20 à 30 mètres. Cet horizon présente une variation latérale de faciès vers la Marne où il devient gypseux (Masses et Marnes du gypse). Le Calcaire de Champigny est affleurant, sub-affleurant ou érodé dans les vallées du Grand-Morin, de l’Aubertin. Le toit du Champigny descend du nord-est vers le sud-ouest.

Figure 3 : Carte géologique au 1/1 000 000 dans le secteur du bassin versant du Grand-Morin. Source : BRGM.



11

1.3.3. Contexte hydrogéologique local

D’un point de vue hydrogéologique, le premier aquifère rencontré sous le plateau est constitué par le Calcaire de Brie (Rupélien). Il recèle une nappe dont le toit, proche du sol, fluctue en fonction des saisons. La piézométrie de la nappe suit sensiblement la topographie. Cette nappe, peu puissante et vulnérable, émerge sur les coteaux au contact des Marnes vertes et supragypseuses, peu perméables. Elle est toutefois localement connectée à la nappe de Champigny sous-jacente via des gouffres existants au sein des marnes et au niveau des vallées.

Le second aquifère présent sous les plateaux est l’aquifère du Ludien (calcaire de Champigny et calcaire de Saint-Ouen). Les deux formations aquifères se confondent localement lorsque les marnes infragypseuses ne constituent pas une barrière étanche (discontinuité et faible épaisseur). Il est l’aquifère prédominant du bassin versant et contient la « nappe de Champigny ». Cette nappe s’écoule vers l’ouest. Elle est alimentée par les infiltrations des pluies sur les affleurements, situés principalement à l’est du bassin versant et dans les principales vallées.

Au niveau de la confluence avec la marne, les formations de l’Eocène supérieur sont très réduites voire inexistantes. La nappe de Champigny est séparée de l’aquifère sous-jacent de l’Eocène moyen et inférieur, composé du Calcaire du Lutétien et Sables cuisiens (Yprésien), par les Marnes infragypseuses et les Sables de Beauchamp, localement marneux. Ces formations semi-perméables à imperméables sont plus ou moins épaisses et continues et constituent un écran partiel entre les nappes. La nappe du Lutétien/Cuisien s’écoule vers l’ouest.

La succession des couches géologiques en amont et à l’aval du bassin versant du Grand-Morin est présentée en annexe 1.

1.4. COLLECTE, CONTRÔLE ET MISE EN FORME DES DONNÉES

1.4.1. Pas de temps

Vu l’objectif de l’étude et les d’années à traiter, le pas de temps retenu est : journalier.

1.4.2. Données d’entrées

La collecte des données a été réalisée d’après l’analyse des cartes géologiques et hydrogéologiques et la consultation des études régionales ou locales réalisées sur le secteur.

Dans cette étude, on a cherché à recueillir les données sur la période la plus longue possible, afin d’intégrer le plus possible les fluctuations climatiques interannuelles et pouvoir disposer ainsi d’une période d’initialisation de longueur suffisante.

Une analyse critique des données de base a été effectuée de façon à identifier les lacunes d’observations et les erreurs grossières ou systématiques de données.

Les données de base ont été acquises auprès des organismes suivants :

- Météo-France pour les données climatologiques ;

- DREAL Centre, pour les données de débits ;

- ADES, la banque nationale d’Accès aux Données sur les Eaux Souterraines du BRGM, pour les données piézométriques.



12

Données climatologiques

Les calages ont été réalisés à partir des stations pluviométriques et climatologiques disponibles les plus proches du bassin versant à modéliser :

- la pluie observée à la station de Boissy-Le-Chatel (77042001) ;

- l’ETP calculée à la station de Reims (51237002).

Données hydrométriques

Il existe sur le bassin versant, 4 stations hydrométriques. Deux stations sont en activité et gérées par la DRIEE-IF.

La station hydrométrique de Pommeuse est suivie depuis 1969. Des données sont manquantes pendant l’année 1976. Les chroniques et principales caractéristiques de ces différentes stations sont visibles sur la Figure 4.

BV Stations hydrométriques Bassin versant Période de données

Grand Morin

Meilleray H5702010 336 km² 1996 - 2014

Pommeuse H5732010 770 km² 1969 - 2014 - Trou en 1976

Crecy-la-Chapelle H5752030 1070 km² 1990 - 2002 puis 2005

Montry H5752040 1190 km² 1969 - 1993

Tableau 2 : Stations hydrométriques situées dans le bassin versant, cf. Figure 2 pour la localisation.



13

Figure 4 : Données de débit du Grand-Morin aux différentes stations hydrométriques du bassin versant. Source : Banque Hydro II.

Données piézométriques

• Chroniques piézométriques

Le Tableau 3 récapitule les caractéristiques principales de l’ensemble des piézomètres existants à proximité du bassin versant du Grand-Morin.

La Figure 5 montre les niveaux de tous les ouvrages situés dans la zone d’étude, observés sur la totalité de la période disponible.

Il a été choisi d’utiliser le piézomètre 01868X0030/S1 de Mécringes, captant la nappe de Champigny, qui est représentatif du comportement de l’hydro système. La Figure 6 présente la chronique du piézomètre.

Le piézomètre de Jouy-sur-Morin, captant la nappe de Champigny, est situé dans le bassin versant mais présente une chronique trop courte : suivi depuis janvier 2010.



14

Commune Indice BSS Aquifère capté Altitude (m NGF)

Date de début de chronique

Houssaye-en-Brie 02211X0020/F1 Nappe de Champigny 119 28/04/1981

Jouy-sur-Morin 01865X0018/P Nappe de Champigny 118 15/09/1967

Pezarches 02212X0021/PZ Nappe de Champigny 111.5 04/10/2002 (trou entre 2007 et 2013)

Cerneux 02222X0034/P16 Nappe de Champigny 161 24/01/2003 (trou de 2006 à 2013)

Bannost-Villegagnon 02218X0033/P6 Nappe de Champigny et

du Lutétien 143 04/10/2002

Mécringes 01868X0030/S1 Nappe de Champigny 191.7 13/01/1969 (trou de 1992 à 1996)

Signy-Signets 01853X0002/S1 Nappe de Champigny 100 13/03/1969

Saint-Hilliers 02225X002+/S1 Nappe de Champigny 157.5 05/01/1971

Linthelles 0223X0016/S1 Craie Champagne Sud 101.6 20/05/1976 (trou de 1978 à 1990)

Penchard 001548X0010/S1 Sables de Cuise 113.25 03/1969

Tableau 3 : Stations piézométriques situées à proximité du bassin versant du Grand-Morin. Source : ADES.

Figure 5 : Niveaux piézométriques observés (1969/2014).



15

Figure 6 : Chronique piézométrique de l'ouvrage 01868X0030/S1 de Mécringes. Source : ADES.

• Cartes d’isopièzes

Une carte d’isopièzes de la nappe du Champigny, établie en période de hautes-eaux en 1967 (Rampon, 1967), est disponible sur une partie du bassin versant (figure 7).

Figure 7 : Carte des basses eaux de l’Éocène supérieur dans le secteur de la Brie. Source :

Rampon, 1967, fond de carte ArcGIS Online, ESRI.

La carte piézométrique a été établie en région Île-de-France (lacune dans la partie est du bassin versant) au niveau de l’extension de la nappe de Champigny (lacune sur la partie nord-ouest du bassin versant).

La carte confirme l’écoulement de la nappe d’est en ouest.



16

Malgré la couverture des Marnes vertes et supragypseuses, érodée au niveau des vallées les plus importantes, la nappe de Champigny est libre.

Elle est séparée de la nappe perchée sus-jacente du Calcaire de Brie par les Marnes vertes et supragypseuses et de la nappe de l’éocène moyen et inférieure sous-jacente par la présence des Marnes infragypseuses et des Sables de Beauchamp.

Données sur les prélèvements L’essentiel des prélèvements de ce bassin versant est destiné à l’Alimentation en Eau Potable (AEP). Ces prélèvements s’élèvent à environ 4.4 millions de m3 par an, soit une lame d’eau moyenne annuelle de 5,6 mm. Les prélèvements pour l’industrie ont été estimés à 2,3 millions de m3, soit une lame d’eau moyenne annuelle de 3 mm. Les prélèvements pour l’irrigation ont été estimés à partir des données fournies par l’Agence de l’Eau Seine-Normandie. La répartition des prélèvements directs en eau de surface et des prélèvements en nappe est précisée dans la base de données. Les volumes annuels prélevés pour l’irrigation sont relativement faibles par rapport à ceux destinés à l’AEP et à l’industrie. Ils ont été répartis mensuellement suivant les pourcentages fixés suivant :

avril mai juin juillet aout septembre

5% 20% 20% 30% 20% 5%

Tableau 4 : Répartition mensuelle des volumes agricoles annuels prélevés.

Tableau 5 : Débits moyens annuels prélevés sur l’ensemble du bassin versant du Grand-Morin.

Les débits moyens annuels prélevés au droit de la station de Pommeuse ont été estimés comme étant égaux à 70 % environ des prélèvements totaux effectués sur l’ensemble du bassin versant.



17

2. Modélisations globales

2.1. CALAGE SUR LA PÉRIODE 1978-2013

Figure 8 : Calage GARDENIA sur l’ensemble des données disponibles (1978 - 2013).

S’il on excepte l’année 2009 et, à un degré moindre, l’année 2006, le calage obtenu est globalement satisfaisant.



18

2.2. EXEMPLE DE PRÉVISION AU 1ER AVRIL 2014

À partir du modèle calé, il est possible de réaliser des prévisions fréquentielles à une date donnée, en utilisant la série pluviométrique observée. On obtient ainsi différentes courbes possibles de prévision, fonction de la probabilité de dépassement du cumul pluviométrique (100 % : pas de pluie, 80 %, 50 %, 20 %, 0 %).

La Figure 9 montre la période de prévision (en vert) et la période antérieure observée (rouge) et simulée (pointillé vert).

Figure 9 : Exemple de prévision du débit à la station de Pommeuse et du niveau piézométrique à Mécringes au 1

er avril 2014.

La Figure 10 présente un zoom de la Figure 9 : prévision du débit et du niveau piézométrique à partir du 1er avril 2014.



19

Figure 10 : Zoom sur la prévision du débit et du niveau piézométrique au 1er

avril 2014.

0

5

10

15

20

25

avr.-14 mai-14 juin-14 juil.-14 août-14 sept.-14 oct.-14 nov.-14 déc.-14

Dé

bit

à la

sta

tio

n (

m3

/s)

Date

Observ. Prev_No_rain Prev_10%_Dry Prev_20%_DryPrev_50% Prev_20%_Wet Prev_10%_Wet

183

183,5

184

184,5

185

185,5

186

186,5

187

avr.-14 mai-14 juin-14 juil.-14 août-14 sept.-14 oct.-14 nov.-14 déc.-14

Niv

eau

pie

zom

étr

iqu

e (

mN

GF)

Date

Observ. Prev_No_rain Prev_10%_Dry Prev_20%_Dry

Prev_50% Prev_20%_Wet Prev_10%_Wet



21

3. Abaques de prévisions

3.1. DÉCROISSANCE DES NIVEAUX PIÉZOMÉTRIQUES

De la même façon que pour l’exemple de prévision ($2.2), pour chaque premier avril, il est ainsi possible de réaliser une prévision pour les mois à venir. Cette prévision va dépendre principalement de deux facteurs :

- du niveau constaté au 1er avril ;

- de la pluie qui va se produire à partir du 1er avril, c’est-à-dire de la valeur fréquentielle que l’on va retenir.

S’il l’on réalise ces prévisions, il est ainsi possible d’obtenir le graphique de la Figure 11. Les différentes courbes tracées sont issues des simulations d’années ayant des niveaux initiaux (au 1er avril) sensiblement différents, afin de couvrir toute la gamme des niveaux, et en faisant une hypothèse sur la pluie pouvant survenir dans le futur proche (dans le cas de la Figure 11, une pluie nulle). Les courbes peuvent ainsi être réalisées pour différentes valeurs fréquentielles de la pluie.

Figure 11 : Prévision du niveau piézométrique pour les mois à venir suivant sa valeur au 1er

avril en considérant que la pluie efficace sera nulle.

181

182

183

184

185

186

187

188

189

niv

eau

pie

zom

étr

iqu

e

date de la prévision

Decroissance prévionnelle du niveau précipitation nulle

2001 2002 2009 2011 2013



22

3.2. RELATION NIVEAU PIEZOMÉTRIQUE - DÉBIT À LA STATION

À l’aide des deux graphiques de la Figure 10, il est possible de réaliser une relation entre le débit à la station et le niveau piézométrique. Cette relation, tracée pour différentes années simulées en considérant une pluie nulle à partir du 1er avril, fournit une relation quasi linéaire, avec une pente légèrement différente suivant les années.

Figure 12 : Relation débit simulé-niveau simulés lors des périodes de vidange sans précipitation.

Si cette figure est reproduite en considérant une pluie non nulle, la tendance sera globalement la même, mais le tracé ne sera plus réellement rectiligne car il comportera des augmentations rapides de débit sans modification significative du niveau piézométrique par suite d’apports par ruissellement superficiel (Figure 13). Les points contenus par l’ellipse verte représentent déjà la partie recharge de l’aquifère, points qui se situent déjà hors de la période d’irrigation.



23

Figure 13 : Relation débit simulé-niveau simulé avec une précipitation médiane.

Même s’il est possible d’expliquer, tout au moins en partie, la différence des pentes observées sur la Figure 12, il est apparu préférable de considérer qu’il existait une pente moyenne (nommée « simulation » sur la Figure 12) et que les différences étaient globalement imputables aux incertitudes de la modélisation (données diverses et représentation du système).



24

3.3. ABAQUES

3.3.1. Construction

La combinaison des deux types de courbes précédentes permet d’obtenir un abaque ou plutôt, pour des raisons de lisibilité, des abaques (fig. 14 à 17). Chacun de ces abaques étant réalisé pour une valeur de la pluie susceptible de se produire durant la période de prévision selon différentes périodes de retour.

Figure 14 : Exemple 1 - Abaque pour pluie nulle.



25

Figure 15 : Exemple 2 - pluie de fréquence = 0.2 et période de retour quinquennale sèche.

Figure 16 : Exemple 2 - pluie de fréquence = 0.5 et période de retour médiane.



26

3.3.2. Utilisation

Sans précipitation :

Avec un niveau de 186,52 m NGF au 1er avril, on considère (via la relation, point 1 point 2) que l’on a un débit à Pommeuse de 4.9 m3/s (point 2). À partir de ce niveau, on suit parallèlement la courbe pointillée noire en traçant la courbe parallèle (en bleu). Si l’on souhaite connaitre le débit et le niveau dans 112 jours (axe du haut), on arrête la courbe parallèle bleue au point 3 (point 3 : le niveau piézométrique est de 185,23 m NGF). Il est alors possible de déterminer le débit, en passant à nouveau par la relation (on passe par les points 4 point 5), soit 3 m3/s environ.

Figure 17 : Exemple d’utilisation d’un abaque.

Avec f =0.2 : quinquennale sèche (même méthode)

Mais on obtient en point 3 : 185,42 m NGF soit en point 5 : 3,19 m3/s.

Avec f =0.5 : médiane (même méthode)

On obtient en point 3 : 185,54 m NGF soit en point 5 : 3,38 m3/s.



27

4. Conclusion

L’analyse des niveaux piézométriques à Mécringes (01868X0030/S1) et des débits notamment d’étiage, à Pommeuse (H5732010) a confirmé les liens existants entre débit du Grand Morin et niveau de la nappe de Champigny.

La modélisation pluie-débit à Pommeuse-niveau piézométrique à Mécringes à l’aide du modèle Gardenia étant satisfaisante, il a été possible de simuler des prévisions en date du premier avril avec différentes conditions initiales.

L’analyse et le report de ses prévisions ont ainsi permis d’élaborer des abaques permettant, suivant l’option fréquentielle de la pluie retenue, de prévoir le débit probable à la station de Pommeuse.

5. Bibliographie

Asfirane F., Wuilleumier A., Allier D., Verjus P. (2008) – Bassin Seine-Normandie : estimation des volumes disponibles pour les prélèvements. Rapport final. BRGM/RP-56690-FR.

Campinchi J., Dubois D. (1985) – Vallée aval du Grand-Morin (Seine-et-Marne). Etude hydrogéologique préliminaire. NOTE/85-IDF-007



29

Annexe 1 : Logs géologiques représentatifs de la géologie locale

Dans la partie amont du bassin, la coupe géologique est la suivante (modèle géologique des formations tertiaires du centre du bassin de Paris, version 2010) :

Dans la partie intermédiaire du bassin, à Coulommiers, la coupe géologique est la suivante :



30

Les formations géologiques rencontrées dans la partie aval du bassin, au niveau de la confluence avec la Marne :

Au niveau de la Confluence avec la Marne : log géologique de l’ouvrage BSS 01844X0167/BV0325 de 100 mètres de profondeur à Montry (77315) :

Centre scientifique et technique

Direction Eau, Environnement et Ecotechnologies

3, avenue Claude-Guillemin BP 36009 – 45060 Orléans Cedex 2 – France – Tél. : 02 38 64 34 34

diagnostic des liens entre niveau piézométrique et débit d’étiage...

Documents