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Séminaire de bassins RM&C “Gestion quantitative des eaux souterraines”23 juin 2011

Direction Régionale de l’Environnement, de l’Aménagement et du Logement Rhône-Alpes 1

Détermination des niveaux

piézomètriques de référence

Le cas de l’Est lyonnais

DREALRHA

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Contexte“Plan de gestion dynamique de la nappe de l’Est lyonnais” définir et appliquer une politique d’exploitation quantitative de la nappe visant un équilibre entre prélèvements et réalimentation.

= Nappe des alluvions fluvio-glaciaires (Est lyonnais) en lien avec : - la nappe de la molasse - la nappe alluviale d’accompagnement du Rhône

3Séminaire de bassins RM&C “Gestion quantitative des eaux souterraines” - 23 juin 2011 3

Détermination des seuils piézométriques sur un territoire à problématique “nappe” :


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Quelle réflexion et pourquoi ?Rappels:

Orientation fondamentale n°7 du SDAGE et Disposition 7-03 : "Définir des niveaux piézométriques de référence et de volumes prélevables globaux pour les eaux souterraines".

- Niveaux Piézométriques d'Alerte (NPA)

- Niveaux de Crise Renforcée (NPCR)

(maintien B.E. quantitatif de la nappe du fluvioglaciaire pour l’Est lyonnais)

Étape intermédiaire : caractériser des niveaux de nappes permettant

- la préservation de la réserve en eau à long terme- le maintien du bon état des milieux aquatiques associés à la nappe (Rivières et zones humides) de l'Est Lyonnais.

L'approche suivant l'aspect purement réservoir du volume du stock d'eau constitué par la zone saturée n'est pas suffisante pour pouvoir garantir l'équilibre quantitatif

réflexion sur gestion de flux ?




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Niveau piézomètrique d’Alerte (NPA)

Rappels SDAGE :

NPA= niveau de début de conflits d’usages et 1ères limitations de pompages en nappe

- satisfaction de tous les usages 8 années sur 10 (AEP, irrigation, industrie…) - respect du bon état quantitatif qui est destiné à maintenir l'équilibre entre les volumes entrant et sortant à l'échelle interannuelle (critère patrimonial).

Remarques :

Le dépassement du NPA peut être effectif 2 années sur 10 au maximum mais les premières puis secondes restrictions d'usages sont activées.

Les limitations au NPA doivent éviter l’atteinte du NPCr (exceptionnel)




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Niveau piézomètrique d’Alerte (NPA)Sur le territoire du SAGE de l’Est lyonnais :

La détermination du NPA "d’été" est basée sur les observations faites par les exploitants (SMHAR, Grand Lyon, ex-DIREN) lors des années précédentes.

Il s'agit de repérer quel est le niveau de nappe correspondant au début de conflit d'usage.

Le même principe est adopté pour la détermination du NPCR.

En réalité (selon l’avis des usagers directs de la nappe),

les conditions de NPA (début de conflit d’usages) n'ont jamais été distinctement atteintes par le passé, y compris au niveau des secteurs de forts prélèvements agricoles (les rabattements les plus importants de la nappe, en été, sont occasionnés par le SMHAR).

une adaptation à la démarche proposée précédemment est donc nécessaire afin de répondre à l'objectif des volumes maximums prélevables. Cette modification concerne principalement le niveau seuil permettant d'obtenir la courbe d'évolution du NPA et NPCR.




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Points nodaux retenus= points de références qui serviront dans le cadre de la surveillance continue de l’état quantitatif de la nappe FG

• Fiabilité de l'information

• Représentativité sur un secteur donné

• Vulnérabilité et intérêts (écologique, alimentation en eau potable, industriel)

Les critèresLes critères

A noter que l’état des connaissance actuel ne permet pas la prise en compte des points de contrôle liés à l’Ozon et aux zones humides. Ces points pourront faire l’objet d’une révision

ultérieure du dispositif de surveillance.




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Définition des indicateurs du suivi quantitatif

A NE JAMAIS DEPASSER

Actions• Seul l’usage AEP est autorisé• Restriction d’usage sur l’AEP possible

8/10

Niveau Piézométrique d’Alerte

Niveau Piézométrique de Crise Renforcé

DÉBUT DE CONFLIT D’USAGE ET/OU DESEQUILIBRE QUANTITATIF AVERE

Actions• Premières limitations d’exploitation

2/10

jam

ais

Etat hydrologique garantissant le respect de tous les usages et le bon équilibre patrimonial

Dim

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Approche par simulation :

Il s’agit d’une courbe d’évolution annuelle au-delà de laquelle l’aspect patrimonial est mis en péril. Les volumes maximaux prélevables ont été ajustés suivant la courbe du NPA.

Aujourd’hui défini sur la base de la seule vulnérabilité des captages AEP (hauteur des crépines ou cotes des barbacanes)

A étendre ultérieurement sur la base d’autres usages sensibles tels que le maintien en eau des zones humides




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NPA : approche 1Calcul basé sur un volume prélevable de sécurité

seuil de prévention calculé sur la ressource en eau disponibleIl permet aux décideurs de prendre les initiatives nécessaires pour le maintien de la ressource et de garantir la pérennité des principaux usages en particulier l'AEP, et ce avant d’atteindre le NPCR.

niveau de sécurité

Il permet la mise en place d'un plan de gestion par rapport au NPCR (niveau à ne jamais dépasser) et en l’absence de conflit d’usages concrètement avérés et mesurés par le passé.

Connaissant le volume mensuel à prélever et le volume de l’aquifère sollicité (superficie, porosité), le rabattement associé à un mois de prélèvement peut être déterminé.

En partant du niveau du NPCR déjà calculé et en ajoutant la hauteur du rabattement associée à un volume de pompage de 1 mois, on peut ainsi obtenir un niveau d'alerte NPA présentant un volume prélevable de sécurité de 1 mois avant l’atteinte du NPCR.

La différence entre le niveau piézométrique de base du NPA et le niveau calculé permet l’estimation des volumes à prélever.




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NPA : approche 2Approche patrimoniale globale

Cette méthode a pour l'objectif de maintenir l'équilibre entre les flux entrant et sortant, et de limiter ainsi la surexploitation de l'aquifère (couloir d'Heyrieux).

La démarche est donc de définir un niveau piézométrique en considérant en premier lieu les flux entrants et en définissant les volumes prélevés afin de rendre le niveau stationnaire à l’échelle interannuelle.

Comme première approche le cumul annuel des volumes prélevés est considéré comme strictement identique au volume apporté par la recharge.

(La simulation s’appuie d’abord sur une recharge faible, intervenant 2 années sur 10, pendant les 2 premières années, puis une recharge moyenne, pour le reste de la simulation)

Le niveau piézométrique ainsi obtenu constitue un niveau NPA moyen en accord avec le principe de respect des usages du SDAGE 8/10 ans.




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NPA : approche 3Approche basée sur la détermination du DOE / DCR : cas de

l’Ozon

Pour le couloir d’Heyrieux, le cours d’eau Ozon est en relation hydraulique avec la nappe du fluvio-glaciaire : leurs échanges se traduisent par un état du cours d’eau, dépendant des niveaux de nappe.

Sur la branche Ozon, le NPA peut s’appuyer sur l’obtention d’un écoulement minimal dans le cours d’eau en différents points, qui fixe de fait les niveaux piézomètriques à respecter pour en assurer un soutien d’étiage.

Cette approche nécessite une étude complémentaire.




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Différentes approches possibles du NPCR

sol

Niveau de nappe

NPCR AEP 1 (crépine)

NPCR AEP 2 (70% de la zone saturée)

NPCR 1 zone humide

Milieu aquatique ou zone humide phréatiqueForage AEP

NPCR 2 zone humide




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Niveau piézomètrique de crise (NPCR)

Approche : NPCr défini à partir des crépines (sécuritaire)

La règle de base de l’utilisation d’un puits est de conserver la crépine noyée. On peut pomper avec une crépine dénoyée mais cela accroît les risques d’exploitation. En outre, surexploiter un ouvrage au-delà de la capacité de production de l’aquifère à son voisinage peut dégrader cet ouvrage (ensablement, colmatage du massif filtrant, air dans les pompes…)

Inconvénients :

- certains puits sont crépinés sur toute leur hauteur, ce qui engendre un NPCR très haut (cas de l’Est lyonnais) ;

- les caractéristiques des ouvrages fixent les niveaux d’exploitation de la nappe (modifiables par définition)

Variante (approche plus « souple ») : X % de la crépine noyée (valeur de 70% = risque à peu près acceptable).

Autres critères : références altimétriques ex: maintien de zones humides, lié à la définition même du NPCr




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Outils et méthodes de calculs (SAGE)

Détermination, sur la base des données disponibles, d’une chronique de recharge faible de la nappe représentative de la situation rencontrée 2 années sur 10 en moyenne (recharge plus faible que la recharge moyenne annuelle).

Détermination d’une chronique de prélèvements représentative d’une année plutôt sèche (situation advenant 2 années sur 10 en moyenne).

Simulation de l’évolution du niveau de la nappesur la base des chroniques de recharge et de prélèvement ci-avanten partant d'un état calé sur le niveau des crépines des forages AEP et agricoles garantissant le bon fonctionnement durable de ces captages).

Au bout d’un an, comparaison entre la situation obtenue (simulée) avec le niveau initial. (reproduction du calcul plusieurs fois le calcul en adaptant les volumes prélevés afin de déterminer ceux pour lesquels le NPCR est atteint).

Les volumes prélevés ainsi définis seront les volumes maximaux prélevables

La courbe d’évolution du niveau piézométrique sera la courbe d’évolution du NPCR dans le temps.




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Cartographie des NPA et NPCR

Le NPCR indiqué ici a été défini à partir des crépines AEP (couloir de Décines et Meyzieu) ou à partir du seuil de bon fonctionnement du pompage AEP sur le couloir d’Heyrieux (estimé à 70% de la zone saturée). Cette valeur pourra être revue sur certains secteurs pour définir un niveau de crise en fonction des critères écologiques des milieux naturels

phréatiques ou de la rivière Ozon.




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Simulations complémentaires pour l'application des modalités de gestion

Simulation sur une période de 1 an

2 modèles de crise climatique testés :Modèle 1 : Recharge -10% (207 mm)

Modèle 2 : Recharge -30 % (161 mm), ordre de grandeur égal au déficit observé en 2005 et 2007

Modalités de restriction prise en compte :Première restriction des usages de 20 % de Avril à Octobre

Idem + seconde restriction des usages de 50 % de Juin à Août

Usages ciblés : tous sauf AEP

Objectifs: Tester la mise en place de règles de gestion quantitative et évaluer leurs incidences




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Modèle 1 - Carte différentielle du niveau piézométrique par rapport à l’état de référence

Incidence assez homogène de l’ordre de 20 cm sauf couloir de Décines




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Modèle 1 - Carte différentielle de l’état simulé après restriction des usages de 20% d’Avril à Octobre




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Volume maximal prélevable par couloir (sous-couloir) et par anVolume annuel au dessus duquel la condition de stabilité piézométrique interannuelle est rompue (pour une recharge pluviométrique moyenne 8 années sur 10 et sèche 2 années sur 10)

Le volume total annuel calculé a été ventilé par usage en première approche suivant la répartition d’exploitation actuellement observée (année 2007)




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Proposition de modalités d’application des règles de gestion

Déficit de recharge

Taux de réduction applicable

0-10 % 10 à 20 %

10 – 30 % 20 % et 50 % en période sèche

>30% 50%

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