incidence du forage aep d'aydoilles (vosges) sur la surface

2 Rapport BRGM/RP-XXXXX-FR

Incidence du forage AEP d’Aydoilles (Vosges)sur la surface piézométrique locale de la

nappe des grès du Trias inférieur

Direction Départementale de l’Agriculture et de la Forêtdes Vosges

Sous-pôle police de l’eau

Appui à l’exercice de la police de l’eau souterraine

Etude réalisée dans le cadre des actions de Service public du BRGM 01-EAU-516

Décembre 2001BRGM/RP-51391-FR

Rapport BRGM/RP-99999-FR 3

Incidence du forage AEP d’Aydoilles (Vosges)sur la surface piézométrique locale de la

nappe des grès du Trias inférieurD. Nguyen-Thé

Etude réalisée dans le cadre des actions de Service public du BRGM 01-EAU-516

Décembre 2001BRGM/RP-51391-FR

Direction Départementale de l’Agriculture et de la Forêtdes Vosges

Sous-pôle police de l’eau

Appui à l’exercice de la police de l’eau souterraine

Incidence du forage AEP d’Aydoilles (Vosges) sur la surface piézométrique locale de la nappedes grès du Trias inférieur

2 Rapport BRGM/RP-51391-FR

Mots clés : Nappe, grès, Trias, AEP, forage, zone d’influence, Aydoilles, Vosges.

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

Nguyen-Thé D. (2001) – Incidence du forage AEP d’Aydoilles (Vosges) sur la surfacepiézométrique locale de la nappe des grès du Trias inférieur. RapportBRGM/RP-51391-FR, 26 p., 6 fig., 2 ann.

© BRGM, 2001. Ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l'autorisation expresse du BRGM.



Synthèse

ne procédure d’établissement de déclaration d’utilité publique est en cours pourdéterminer des périmètres de protection autour du forage AEP d’Aydoilles aux

grès du Trias inférieur, de code national 03402X0036.

Les élus des communes voisines de Charmois-devant-Bruyères, Deycimont, Dompierre,Fontenay, Girecourt-sur-Durbion, Grandvillers, Gugnécourt, Méménil, Padoux etViménil s’inquiètent de l’impact que pourrait avoir ce forage sur l’alimentation en eaupotable de leurs collectivités.

A la demande de la Direction Départementale de l’Agriculture et de la Forêt desVosges, nous présentons ici une évaluation quantitative de l’incidence des prélèvementseffectués par ce forage.

A partir du calcul du rayon d’action du forage et de la détermination des cours d’eau quisont des limites d’alimentation de la nappe des GTI, on peut déterminer quelle est lazone d’influence du forage, à savoir moins de 900 mètres pour un pompage continu de5 heures et environ 1500 mètres pour un pompage continu de 15 heures.

Il en ressort que le forage d’Aydoilles n’a aucune incidence sensible sur la pérennitéd’alimentation en eau potable des dix communes citées ci-dessus, dont le plus procheprélèvement se situe à plus de 1600 mètres de l’ouvrage.

Cependant, les captages de deux sources de Saint-Oger de la commune d’Epinal sontinfluencés par le forage d’Aydoilles lorsqu’on y réalise des pompages de plus de5 heures. Des alternatives sont possibles pour augmenter les prélèvements au foragesans affecter ces deux sources : sur 24 heures, réaliser trois pompages de 4 heuresséparés par des périodes d’inactivité du forage de 4 heures et augmenter le débit depompage à 50 m3.h-1.

U



Sommaire

Synthèse.................................................................................................................. 3

Sommaire ............................................................................................................... 5

Liste des figures ..................................................................................................... 6

Liste des annexes.................................................................................................... 6

Introduction et objectif.......................................................................................... 7

1. Cadres géologique et hydrogéologique ............................................................. 9

2. Evaluation de l’incidence du forage d’Aydoilles sur la surface piézométriquelocale de la nappe des GTI ................................................................................ 13

2.1 Analyse piézométrique ..................................................................................... 13

2.2 Impact hydrodynamique du forage ................................................................... 142.2.1 Remarques préliminaires....................................................................... 142.2.2 Evaluation de l’impact .......................................................................... 14

2.3 Approche numérique ........................................................................................ 18

2.4 Incidences éventuelles sur les deux sources de Saint-Oger de la communed’Epinal............................................................................................................ 212.4.1 Augmenter la durée de prélèvement au-delà de 5 heures d’affilées........ 212.4.2 Organiser l’exploitation en cycles de pompage de 4 heures ................... 21

Conclusion.............................................................................................................. 23

Bibliographie.......................................................................................................... 25

Annexes .................................................................................................................. 27



Liste des figures

Figure 1 – Contexte géographique du forage d’Aydoilles....................................... 9

Figure 2 – Cartes géologiques aux abords d’Aydoilles. .......................................... 10

Figure 3 – Cartes piézométriques de la nappe des GTI........................................... 13

Figure 4 – Schéma de l'influence d’un forage. ....................................................... 17

Figure 5 – Influence du forage d’Aydoilles suivant la durée de pompage. .............. 19

Figure 6 – Influence spatiale au regad des territoires des communes voisines. ....... 20

Liste des annexes

Annexe 1 – Coupes du forage AEP d’Aydoilles et du sondage du GAECd'Aydoilles. ....................................................................................... 29

Annexe 2 – Coordonnées des captages AEP des environs d’Aydoilles. ................ 35



Introduction et objectif

e Syndicat Intercommunal des Eaux des Bolottes qui regroupe les communesd’Aydoilles, de Longchamps et de Vaudéville (Vosges), exploite les eaux de la

nappe des grès du Trias inférieur (GTI) par l’intermédiaire de trois captages. Deux deces ouvrages captent depuis 1955 les deux sources des Bolottes qui sont situées sur lesterritoires des communes de Fontenay et de Méménil (Noëlle, 1988). Le troisièmeouvrage est le forage d’Aydoilles (indice national 03402X0036), qui a été réalisé entre1990 et 1991 sur le ban de la commune (Noëlle, 2000-a).

Pour protéger la ressource en eau qui est un patrimoine commun, la réglementationimpose de définir autour de tout captage d’eau souterraine, des périmètres deprotections immédiate, rapprochée ou éloignée (loi sur l’eau de janvier 1992). Dans cesens, des périmètres de protection ont déjà été établis ou sont en cours de procédurepour les communes, ou pour les syndicats des eaux des communes de Fontenay, deMéménil, de la Commission Syndicale Girecourt-Padoux, et du SDE de Charmois-laBaffe (communication de la DDAF des Vosges).

Le SIE des Bolottes a également entrepris de mettre en place une déclaration d’utilitépublique pour son forage aux GTI. Cependant, les élus des communes de Charmois-devant-Bruyères, Deycimont, Dompierre, Fontenay, Girecourt-sur-Durbion,Grandvillers, Gugnécourt, Méménil, Padoux et Viménil remettent en cause le dossierdéposé par le pétitionnaire (voir la localisation des communes sur la Figure 1). Ilscraignent en effet que le forage, mis en place en 1991, ait un impact sur la pérennité del’alimentation en eau potable de leurs communes.

La Direction Départemental de l’Agriculture et de la Forêt a donc demandé au BRGMde définir quelle est l’incidence de l’exploitation du forage d’Aydoilles sur les captagesAEP de ces dix communes.

L



1. Cadres géologique et hydrogéologique

Le substratum géologique de la commune d’Aydoilles est constitué de terrains du Triasinférieur. Ce sont des formations gréseuses qui affleurent selon un axe nord-est / sud-ouest sur dix à quinze de kilomètres de large. Elles plongent dans la directionperpendiculaire sous une couverture argilo-marneuse datée du Muschelkalk. Au sud-est,les grès reposent sur les formations granitiques et cristallophylliennes du massif desVosges (Figure 2). L’ensemble de cette structure est découpé par des accidents dedirections nord-est / sud-ouest d’une part, et nord-ouest / sud-est d’autre part.

5 km5 km5 km5 km5 km5 km5 km5 km5 km

.........................

Forage Forage Forage Forage Forage Forage Forage Forage Foraged'Aydoillesd'Aydoillesd'Aydoillesd'Aydoillesd'Aydoillesd'Aydoillesd'Aydoillesd'Aydoillesd'Aydoilles

*************************

FONTENAY

AYDOILLES

CHARMOIS-DEVANT-

BRUYERES

DEYCIMONT

VIMENIL

MEMENIL

GRANDVILLERS

GIRECOURT/DURBION

PADOUX

DOMPIERRE GUGNECOURT

Figure 1 – Contexte géographique du forage d’Aydoilles (fond IGN SCAN100®Région Lorraine, licence n°2001 CUFA 0141).



La série complète de cette formation gréseuse est attribuée au Buntsandstein et elle estconstituée de bas en haut par (BRGM, 1985 et Noëlle, 2000-b) :

• le grès vosgien. Sa puissance est d’environ 85 mètres dans le secteur de Deycimont.C’est un grès à grain moyen à grossier, souvent conglomératique, de couleur rose,avec des lentilles silto-argileuses de faible extension horizontale mais dontl’épaisseur peut dépasser le mètre ;

• le conglomérat principal. Il s’agit d’un poudingue composé de galets de quartz etquartzite bien roulés, qui peuvent atteindre 25 centimètres, dans une matricegréseuse. Il est coiffé d’une zone-limite violette, constituée de dolomie ou de grès àcornaline. Cette formation, dont l’épaisseur est à peu près de 20 mètres, constitue unniveau formant des reliefs en raison d’une cimentation plus complète du grèsrelativement aux autres formations au-dessus et en dessous ;

• les couches intermédiaires. Ce sont des grès à grain grossier à fin, avec des lentillesd’argile, parfois conglomératiques à la base. Leur épaisseur est d’environ55 mètres ;

• le grès à Voltzia. C’est un grès fin et micacé comportant des lits d’argile, dont lapuissance fait 25 mètres en moyenne. On peut le différencier en deux ensembles : legrès à meule et le grès argileux qui surmonte le premier.

Au-dessus de la série du Trias inférieur se trouve des terrains du Muschelkalk quidébutent ici par le grès coquillier.

Figure 2 – Cartes géologiques aux abords d’Aydoilles (à droite : BRGM, 1985).



Le forage d’Aydoilles a été foncé, jusqu’à 149 mètres de profondeur. Les coordonnéesdu site sont (zone Lambert I) : X = 915 130, Y = 1 064 070 ; sa cote est :Z = 425 m EPD. Les terrains qui ont été rencontrés sur les 25 premiers mètres sont duconglomérat principal. Au-delà, jusqu’au fond de l’ouvrage, il s’agit des grès vosgiens(annexe 1).

La formation des grès du Trias inférieur contient une nappe d’eau souterraine quiconstitue une ressource en eau de premier ordre en Lorraine. Le secteur d’étudecorrespond à une partie de la zone d’alimentation de cet aquifère, près des reliefsvosgiens (zone où, globalement, la nappe est libre). L’importance de la pluviosité,conjuguée à la bonne perméabilité des terrains et à leur relief, entraîne la présence denombreuses émergences qui sont captées pour l’alimentation en eau potable descollectivités locales. Le jeu des failles peut aussi être à l’origine de sources de fractures(Noëlle, 2000-b) et cette fracturation peut améliorer la perméabilité de l’aquifère(Maïaux, 1977 et 1978). Au forage d’Aydoilles, les premières venues d’eau ont étérencontrées vers 45 mètres de profondeur, soit environ à 380 m EPD, alors que leniveau statique de l’eau s’établit entre 22 et 23 mètres sous la surface du sol. Cecisouligne le caractère semi-captif de cette nappe dans ce secteur, même lorsque laformation gréseuse est affleurante (Noëlle, 1992). Ricour (1981) avait déjà noté quecette nappe pouvait être localement en charge sous des niveaux argilo-gréseux contenusdans le grès vosgien.



2. Evaluation de l’incidence du forage d’Aydoillessur la surface piézométrique locale de la

nappe des GTI

2.1 ANALYSE PIEZOMETRIQUE

La carte piézométrique de la nappe des grès du Trias inférieur, réalisée au 1/200 000ème

(Babot et Mangold, 1972), montre l’allure générale de la surface piézométrique, et enparticulier près d’Epinal, elle indique que l’aquifère est drainé par la Moselle quiconstitue une limite à charge imposée pour le système hydrogéologique (Figure 3,gauche).

.

(m NGF)

2 km

Isopièze

Forage

380

Ecoulement

La Moselle

320

340

360380

400

330

.

.

.

..

..

..

500 m

Isopièze(m EPD)

Ecoulement

Captage

430

32.

2930

405

400

460

410

430

420

440

450

3614 32

7

6

1615

Figure 3 – Cartes piézométriques de la nappe des GTI (à gauche, selon Babot etMangold en 1972 ; à droite, détail selon cette étude).

A partir des données piézométriques locales disponibles (cotes des sources et niveaud’eau dans le forage d’Aydoilles – coordonnées en annexe 2), on peut préciser laphysionomie de la surface piézométrique. Ces données sont disparates. On considèreracependant que dans le secteur d’étude des environs de la commune d’Aydoilles, l’eauqui s’infiltre et alimente la nappe phréatique des grès du Trias inférieur circule dansl’aquifère jusqu'à ses exutoires naturels que sont les sources. L’eau s’écoulant despotentiels hydrauliques les plus élevés vers ceux les plus bas, on retrouve, à cetteéchelle d’observation, que le réseau hydrographique draine la nappe (Figure 3 de droite,sur le fond IGN SCAN25).



A l’échelle locale, on remarque la relation qui existe entre les ruisseaux des environsd’Aydoilles et la nappe des grès du Trias inférieur. Au niveau des forêts d’Aydoilles, deFontenay et de Méménil, l’aquifère des grès du Buntsandstein est ainsi dans un contextehydrologique de tête de bassin. Dans ces conditions, les émergences constituent desconditions aux limites mixtes (Ledoux, 1986) : les sources fonctionnent en trop-pleinspour la nappe. Tant que le flux sortant de l’aquifère par une source n’est pas nul, lacharge hydraulique est imposée à la cote topographique de la source ; à partir dumoment où la source est tarie (si elle l’est en période d’étiage par exemple), la chargeest libre d’évoluer (elle est bien entendu inférieure à la cote de la source).

2.2 IMPACT HYDRODYNAMIQUE DU FORAGE

2.2.1 Remarques préliminaires

De la remarque précédente, il résulte que le forage d’Aydoilles peut avoir une influencesur les captages des sources avoisinantes. L’effet sur la source du Rond-Chêne lors de laréalisation de pompages d’essai à cet ouvrage d’Aydoilles, en octobre 1990 et en août1991, illustre ainsi cette situation. Après quatre heures de pompage au forage, le débitde la source s’est totalement annulé (Noëlle, 1991 et 1992).

L’influence du pompage doit cependant être relativisée si l’on descend plus vers l’avaldes ruisseaux. A partir du moment où l’amont des cours d’eau n’est pas affecté par lepompage, ces cours d’eau constituent des limites à charge imposée tant que leurs débitssont suffisants pour subvenir au prélèvement effectué par le pompage (on retrouve lecas usuel d’une limite à charge imposée par une rivière).

2.2.2 Evaluation de l’impact

L’évaluation de l’incidence du forage d’Aydoilles sur la surface piézométrique de lanappe des GTI va permettre de déduire l’influence du forage sur les captages dessources d’émergence de cette nappe.

Une propriété fondamentale de l’équation de la diffusivité qui décrit les écoulementsdans un milieu poreux est le principe de superposition des solutions dans le cas d’unenappe captive. Si pour un régime (1) donné d’écoulement de la nappe (apports par lesprécipitations et pertes par les exutoires) la surface piézométrique de la nappe est h(1), etsi pour un pompage (2) dans un milieu dont les caractéristiques hydrodynamiques sonthomogènes à celles de l’aquifère on a un rabattement s(2), la surface piézométrique de lanappe soumise au pompage est, en tout point, donnée par la différence de : h(1) - s(2).



• Secteur captif de la nappe des GTI

Dans la partie 1 de ce rapport il est mentionné que la nappe des grès du Trias inférieurpeut être définie comme une nappe semi-captive voire captive. Lors de l’essai depompage de longue durée du 7 et 8 août 1991, après 15 heures de pompage à 51 m3.h-1,le rabattement de la nappe observé au forage était de 8,9 mètres, soit un niveaudynamique de 393,2 m EPD, supérieur à la cote du toit local de la nappe, situé à380 m EPD (première arrivée d’eau dans le forage d’Aydoilles) ce qui confirme lecaractère captif local de la nappe même pendant un pompage tel que définiprécédemment.

• Partie libre de la nappe des GTI

A une certaine distance du forage la captivité de l’aquifère peut être remise en causeétant donné que les lentilles silto-argileuses contenues dans le grès vosgien sont defaible extension horizontale. La coupe du forage d’Aydoilles permet de préciserl’épaisseur locale du grès vosgien : elle est d’au moins 124 mètres. On peut déterminerplus précisément la puissance de ce niveau puisque d’une part l’épaisseur totale des GTIest de 250 mètres sous recouvrement sur la commune d’Aydoilles (Babot et Mangold,1972), et d’autre part l’épaisseur du conglomérat principal, des couches intermédiaireset du grès à Voltzia fait au plus 101,5 mètres d’après le sondage du GAEC d’Aydoilles,d’indice national 03402X0037 (annexe 1). Par différence des deux épaisseurs il vientque la puissance du grès des Vosges au niveau du forage AEP d’Aydoilles doit être aumoins de 148,5 mètres. L’épaisseur mouillée du grès vosgien est donc supérieure à100 mètres : au moins 148,5 mètres de grès des Vosges auquel on soustrait entre22 mètres (niveau statique de l’eau au forage) et 45 mètres (profondeur des premièresvenues d’eau). Pour un rabattement de 8,9 mètres (essai de pompage de longue duréed’août 1991) la variation d’épaisseur mouillée de grès vosgien dans le secteurd’Aydoilles où la nappe n’est pas captive est ainsi inférieure à 10 %. Dans cesconditions, on considérera que la transmissivité des GTI est constante, et que dans lescas où la nappe n’est pas captive, l’équation de la diffusivité qui la décrit, revêt leformalisme du régime captif (de Marsily, 1994). Autrement dit, cette équation estlinéaire et l’on peut appliquer localement à l’aquifère des grès du Trias inférieur leprincipe de superposition.

Une première solution particulière de l’équation de la diffusivité pour la nappe des grèsdu Buntsandstein a été décrite sur la carte piézométrique locale (Figure 3 de droite).Une deuxième solution particulière a été utilisée lors de l’interprétation des essais depompage de 1990 et 1991. La transmissivité de la nappe a été calculée par la méthodede Jacob à partir de graphiques semi-logarithmiques (Noëlle, 1991 et 1992) selon laformule (1). Le coefficient d’emmagasinement n’a pu être déterminé puisqu’il n’existaitpas de mesures de l’effet des pompages sur des piézomètres voisins. Toutefoisl’interprétation de Jacob se justifiait à partir des données de la littérature. Les valeurs ducoefficient d’emmagasinement de la nappe des GTI sous recouvrement situées les plusprès du secteur d’Aydoilles sont comprises entre 9,0.10-5 et 5,6.10-3 (Noël, 1997). D’unemanière générale, pour un aquifère gréseux libre, le coefficient d’emmagasinement est



d’au plus 4,1.10-1 (Spitz et Moreno, 1996). On en déduit que le paramètre u défini dansl’équation (2), est inférieur à 0,05 dès que le temps est supérieur à 12 secondes, avec lerayon du forage 0,1 mètre et une transmissivité de 1,7.10-3 m2.s-1 (Noëlle, 1991 et1992), ce qui de manière usuelle valide l’utilisation de la méthode de Jacob.

S*rt*T*25,2log*

TQ*183,0s 2= (1)

t*T*4S*²ru = (2)

S/t*T*5,1R = (3)

( )uW*T**4

Qsπ

= (4)

avec : Q : débit de pompage (m3.s-1) ;

R : rayon d’action du forage (m) ;

r : distance au forage du point considéré (m) ;

s : rabattement à la distance r de l’axe du forage (m) ;

S : coefficient d’emmagasinement de la nappe (sans dimension) ;

t : durée de pompage (s) ;

T : transmissivité de la nappe (m2.s-1) ;

u : variable d’intégration (sans dimension) ;

W(u) : fonction du puits qui est tabulée et connue.

Les hypothèses de base de la formule de Jacob sont également considérées commeremplies, puisque :

• le forage capte la nappe sur une grande partie de son épaisseur ;

• le forage d’Aydoilles étant le seul forage du secteur, la nappe est considérée aurepos avant un pompage en celui-ci ;

• on peut considérer que le milieu est infini à l’échelle du problème. De la mêmemanière, les accidents tectoniques qui affectent les grès du Trias inférieur nedevraient pas, à l’échelle du problème, entraîner une hétérogénéité et uneanisotropie du milieu en terme de perméabilité. En effet, pour la majorité d’entreelles, les sources ne sont pas localisées sur des fractures majeures, et le réseauhydrographique ne suit pas ces fractures (à l’exception du ruisseau d’Argent dans lacommune de Charmois-devant-Bruyères). On considère ainsi que la fracturation estprise en compte de manière globale dans la perméabilité ;

• l’hypothèse des charges constantes sur une verticale peut être remise en causepuisqu’on est en tête de bassin. Cependant, le rapport entre l’épaisseur de laformation des grès du Buntsandstein sur son extension horizontale entraîne unedistorsion des isopièzes qui tend à remplir cette condition.



Le rayon d’action R d’un forage est une grandeur fictive qui est défini par l’équation (3)et qui correspond à la distance au forage au-delà de laquelle le rabattement calculé parl’équation de Jacob (1) est nul. Ce rayon d’action dépend du temps de pompage mais ilne dépend pas du débit de prélèvement. Le débit donne simplement l’amplitude durabattement. Il faut également mentionner que le profil piézométrique du cône derabattement est de type logarithmique selon Jacob, ce qui constitue une deuxièmeatténuation de l’effet d’un pompage : le rabattement est important seulement à proximitédu captage ; au fur et à mesure que l’on s’éloigne du forage le rabattement devientnégligeable.

Il en vient finalement que la superposition de la surface piézométrique en régime naturel(Figure 3 de droite) avec le cône de rabattement circulaire théorique généré par lepompage seul est une solution de l’équation de la diffusivité. L’incidence d’un pompageau forage d’Aydoilles sur la surface piézométrique de la nappe des grès du Triasinférieur, est donc définie à partir du calcul du rayon d’action du forage qui indique ladistance au-delà de laquelle le forage n’a plus aucune incidence sur la nappe. Onretrouve ainsi le schéma classique définissant la zone d’influence d’un forage(Figure 4), avec dans notre cas une zone d’influence circulaire.

Figure 4 – Influence d’un forage d’après Lallemand-Barrès et Roux (1999).

(Exagération de l’échelle verticale)



2.3 APPROCHE NUMERIQUE

Pour résumer les propos précédents, nous allons déterminer l’influence d’un pompageau forage d’Aydoilles en calculant le rayon d’action R du forage par l’équation (3), cetteinfluence étant atténuée par les ruisseaux lorsque leurs parties amont ne sont pasatteintes par le rayon d’action ainsi déterminé.

En prenant :

• T = 1,7.10-3 m2.s-1

• S = 9.10-5 (afin de majorer le rayon d’action)

• et en considérant que le milieu a une perméabilité homogène (prise en compteglobale de la fracturation)

on obtient :

• pour 5 heures de pompage, R = 875 m

• pour 15 heures de pompage, R = 1515 m

Afin d’évaluer la précision de ce calcul puisque l’approximation logarithmique de Jacobn’est plus exacte pour les faibles rabattements, on calcul par la formule de Theis(équation 4) les rabattements à 875 et 1515 mètres du forage après respectivement5 heures et 15 heures de pompage. Pour les deux calculs, on trouve que W(u) est voisinde 0,54 et ainsi que les rabattements sont infimes (inférieurs au millimètre) ce quiconfirme les deux rayons d’action.



R, 5h0

0

R, 15h

00500 m

Ouvrages d'indices nationaux : 03402X00_ _

Forage

Ouvrages d'indices nationaux : 03401X00_ _

.

..

..

.

..

.

.

..

.

.....

.

.

..

.

..

.

..

.

..

.. .

26

27

08

17

2528

29

05

16

32

37

9213

12

14

15

21

90

2293

8788

89

86

23

2410

09

07

1506

30

36

14

Figure 5 – Influence du forage d’Aydoilles, après 5 heures et après 15 heures depompage.

D’après Allemmoz (2000-a) la durée de pompage journalière au forage d’Aydoilles estd’environ 5 heures. Lors de la visite des captages des sources du Rond-Chêne, deFontenay et de Méménil et du forage d’Aydoilles effectuée par le BRGM le29 novembre 2001, le fontainier nous a confirmé que la durée de pompage au forageétait au maximum de 5 heures par jour à 40 m3.h-1 (lorsqu’il faut remettre à niveau undes deux réservoirs du SIE des Bolottes après sa vidange pour son entretien).

Il en résulte que l’influence du forage d’Aydoilles est limitée à moins de 900 mètresdans les conditions d’exploitation habituelles de 5 heures de pompage par jour. Ilapparaît que dans ce cas, seuls les captages des sources de Saint-Oger d’indicesnationaux 03402X0029 et 03402X0030 de la commune d’Epinal (Battarel, 1975) sontsoumis à l’influence du forage d’Aydoilles (Figure 5 sur laquelle sont indiqués tous lescaptages AEP des différentes communes au voisinage du forage d’Aydoilles – voir leurscoordonnées en annexe 2). Néanmoins il faut se rappeler que cette influence est minimeétant donné que ces captages sont situés à la limite du rayon d’action. Le gestionnaire deces captages nous a d’ailleurs confirmé que depuis la mise en service du foraged’Aydoilles les deux ouvrages de Saint-Oger avaient toujours fonctionné en trop-plein,même en période d’étiage, et qu’aucune baisse de débit n’avait été constatée(communication orale de la Lyonnaise des Eaux du 29 novembre 2001). Parconséquent, dans le cas d’une exploitation de 5 h.j-1, aucun captage des environsd’Aydoilles n’est significativement affecté par le pompage.



Pour une durée de pompage de 15 heures (voir les débits maximums préconisés dans lanote explicative de l’enquête préliminaire à la déclaration publique ; DDAF, 2000),l’impact du forage d’Aydoilles est là aussi limité. Le ruisseau d’Argent n’est pas atteint(ce qui permet de remplir la condition d’homogénéité et d’isotropie du milieu) et denouveau, seuls les captages de Saint-Oger de la commune d’Epinal sont affectés par lepompage au forage d’Aydoilles.

La pérennité des alimentations en eau potable des communes précitées enintroduction (Figure 6) n’est donc pas remise en cause par l’exploitation du forageAEP d’Aydoilles telle qu’elle est définie dans la note explicative de l’enquête publiquepréalable à la déclaration d’utilité publique (15 heures de pompage quotidien à40 m3.h-1, soit une exploitation de 600 m3.j-1).

Impact après 5 heures de pompage

Forage d'Aydoilles

Impact après15 heures de pompage

5 km5 km5 km5 km5 km5 km5 km5 km5 km

.........................

*************************

CHARMOIS-DEVANT-

BRUYERES

DEYCIMONT

Aydoilles

FONTENAY

MEMENILVIMENIL

GRANDVILLERSGUGNECOURT

GIRECOURT /DURBION

DOMPIERRE

PADOUX

Figure 6 – Influence spatiale restreinte du forage d’Aydoilles au regard desterritoires des communes voisines.



2.4 INCIDENCES EVENTUELLES SUR LES DEUX SOURCES DE SAINT-OGER DE LA COMMUNE D’EPINAL

Les conditions discutées ci-dessus induisent en revanche, comme nous venons de levoir, qu’il existe une influence du prélèvement effectué au forage d’Aydoilles sur lessources de Saint-Oger (références 29 et 30 sur la figure 5) au-delà de 5 heures depompage. Ces deux sources sont en effet situées en limite de la zone d’influence de5 heures de pompage.

Dans le cas éventuel où la consommation d’eau du SIE des Bolottes augmenterait dansle futur et nécessiterait de pomper plus de 200 m3 d’eau par jour, c’est à dire s’il fallaitaccroître le régime d’exploitation actuel du forage, deux options se présenteraient :

2.4.1 Augmenter la durée de prélèvement au-delà de 5 heures d’affilées

Si l’on souhaitait augmenter la durée de prélèvement au-delà de 5 heures d’affilées, laprécaution suivante serait à envisager. Il faudrait réaliser au préalable, au foraged’Aydoilles, des tests de pompages d’une durée supérieure à 5 heures, pour mesurerl’impact précis de ces pompages sur les deux captages de Saint-Oger, d’indicesnationaux 03402X0029 et 03402X0030.

2.4.2 Organiser l’exploitation en cycles de pompage de 4 heures

Des solutions alternatives pourraient également être envisagées afin d’éviter que la zoned’influence du forage d’Aydoilles n’affecte les deux sources de Saint-Oger :

• organiser l’exploitation quotidienne du forage d’Aydoilles en périodes depompage de 4 heures chacune, séparées par des périodes d’inactivité d’au moins4 heures, pour permettre à la nappe de retrouver son niveau statique initial. Ledébit de pompage étant de 40 m3.h-1, en 24 heures les prélèvements dans la nappeau forage s’élèveraient à 480 m3 (3 fois 4 heures de pompage) sans qu’aucuncaptage aux alentours de la commune d’Aydoilles ne soit affecté ;

• utiliser au forage d’Aydoilles une pompe d’une puissance supérieure à celle del’actuelle, par exemple une pompe permettant de débiter 50 m3.h-1 comme celaavait été prévu à l’issue des première et deuxième phases des travaux deconstruction du forage. En 4 heures d’exploitation on pourrait obtenir 200 m3

d’eau, et en triplant les périodes d’exploitation journalière on pourrait en fin decompte récupérer 600 m3 d’eau par jour.

En résumé, les prélèvements au forage d’Aydoilles peuvent être augmentés jusqu’à600 m3.j-1 sans qu’ils n’aient une influence sur les deux sources de Saint-Ogerd’indices nationaux 03402X0029 et 03402X0030 de la commune d’Epinal, si l’onorganise strictement l’exploitation du forage en cycles de pompage de 4 heuresséparés par des périodes d’inactivité de 4 heures.



Conclusion

’influence de l’exploitation du forage AEP d’Aydoilles sur la nappe des grès duTrias inférieur peut être décrite à partir du calcul du rayon d’action du forage,

modulé par la présence de ruisseaux qui constituent des limites d’alimentation pourl’aquifère.

On a montré que dans les conditions d’exploitation actuelles du forage (5 heures depompage journalier à 40 m3.h-1) aucun captage de source n’est significativementinfluencé par le forage d’Aydoilles.

Dans le cas où l’on augmenterait la durée de pompage jusqu’à 15 heures par jour, seulsles captages AEP des deux sources de Saint-Oger de la commune d’Epinal seraientaffectés. Une gestion alternative par cycles de pompage et périodes d’inactivité de4 heures chacun du forage d’Aydoilles et l’augmentation du débit de prélèvement à50 m3.h-1 éviteraient que le forage n’ait une influence sur ces deux sources etpermettraient de prélever jusqu’à 600 m3 d’eau par jour.

En fin de compte, l’exploitation du forage d’Aydoilles n’a aucune incidence sur lapérennité d’alimentation en eau potable des communes de Charmois-devant-Bruyères,Deycimont, Dompierre, Fontenay, Girecourt-sur-Durbion, Grandvillers, Gugnécourt,Méménil, Padoux et Viménil.

L



Bibliographie

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Spitz K., Moreno J. (1996) – A Practical Guide to Groundwater and Solute TransportModeling. Wiley Interscience, 491 p.



Annexes


Rapport BRGM/RP-51391-FR - Annexe 1

Annexe 1 – Coupes géologique et technique du forageAEP d’Aydoilles d’indice national 03402X0036.

Coupe géologique du sondage du GAEC d’Aydoilles decode national 03402X0037.



Forage AEP d’Aydoilles

Indice national : 03402X0036

(D’après Noëlle, 1993)



Sondage du GAEC d’Aydoilles

Indice national : 03402X0037

Coupe géologique

Profondeur (m)de à Stratigraphie – Lithologie

0,00 1,50 Muschelkalk inférieur – Argile gréseuse jaune

1,50 55,00 Muschelkalk inférieur à Buntsandstein supérieur – Grèsbariolés compacts

55,00 82,00 Buntsandstein supérieur – Grès rose dur

82,00 102,00 Buntsandstein moyen – Conglomérat compact puis altéré(conglomérat principal)

102,00 115,00 Buntsandstein moyen – Grès rose plus ou moins argileux

115,00 118,00 Buntsandstein moyen – Argile rouge compacte


Rapport BRGM/RP-51391-FR – Annexe 2

Annexe 2 – Coordonnées des captages AEP desenvirons d’Aydoilles.



Indice X Y Z Utilisation Nature Commune03401X0012 913 250 1 064 090 353,00 EPD AEP Source Deyvillers

03401X0013 913 170 1 063 770 362,00 EPD AEP Source Epinal

03401X0014 912 750 1 063 610 349,00 EPD AEP Source Deyvillers

03401X0015 912 100 1 063 450 344,00 EPD AEP Source Deyvillers

03401X0021 912 590 1 062 620 376,00 EPD Source Deyvillers

03401X0022 912 920 1 062 320 390,00 EPD Source Aydoilles

03401X0023 913 940 1 062 160 379,00 EPD Source Aydoilles

03401X0024 913 500 1 061 950 384,00 EPD Source Epinal




03401X0089 913 450 1 062 880 353,00 EPD EAP Source Epinal



03401X0093 913 420 1 062 550 AEP Source Epinal

03402X0005 918 320 1 065 670 695,00 EPD AEP Source Méménil

03402X0006 917 060 1 064 000 455,00 EPD Source Méménil

03402X0007 917 250 1 063 670 468,00 EPD Source Méménil

03402X0008 915 290 1 061 670 403,00 EPD AEP Source la Baffe

03402X0009 917 300 1 062 150 445,00 EPD AEP Source Charmois-devant-Bruyères

03402X0010 917 370 1 062 100 447,00 EPD AEP Source Charmois-devant-Bruyères

03402X0014 915 050 1 064 380 405,00 EPD Eau Source Aydoilles

03402X0015* 917 280 1 064 090 445,00 EPD AEP Source Fontenay

03402X0016* 917 370 1 064 160 440,00 EPD AEP Source Méménil

03402X0017 916 590 1 061 380 427,00 EPD Sondage Charmois-devant-Bruyères






03402X0030 915 030 1063 400 399,00 EPD AEP Source Epinal

03402X0032 916 710 1 064 400 430,00 EPD AEP Source Fontenay

03402X0036 915 130 1 064 070 425,00 EPD AEP Forage Aydoilles

03402X0037 914 400 1 066 030 381,00 EPD Sondage Aydoilles

Les coordonnées sont données en Lambert zone I.(*) Le positionnement de l’ouvrage semble erroné (Allemmoz, 2000-b).

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1, avenue du Parc de Brabois – 54500 VANDOEUVRE-LES-NANCY – FranceTél. : 03.83.44.81.49 – Fax : 03.83.44.15.18

incidence du forage aep d'aydoilles (vosges) sur la surface

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