réunion d’avancement du projet -...

BRGM Bretagne

Lundi 18 septembre 2017

Réunion d’avancement du projet

« Sensibilité des aquifères côtiers

bretons aux intrusions salines »

Ploufragan (22)

> 2Lundi 18 septembre 2017

BRGM Bretagne

> Rappel du contexte et des objectifs du projet

> Conventions et plan de financement

> Avancement du programme technique

> Choix d’un secteur d’étude pour la phase de test de

caractérisation du biseau salé

Ordre du jour


BRGM Bretagne

Contexte du projet

Concept d’intrusion saline

Sur le littoral, contact entre aquifères et eau salée d’origine marine

intrusion saline dans les aquifères côtiers

(arrêté 11/01/2007 EDCH : [Cl] < 250 mg/L)

Principe de Ghyben-Herzberg : différence de densité entre eau salée/eau douce

H = 40 * h (en théorie) avec H : prof. de l’eau de douce et h : altitude du toit de la nappe

Exemple :

- Forage :

- altitude : + 10 m NGF

- profondeur : 60 m

- niveau statique : + 2 m NGF

- Interface : 10 +(40*2) = 90 m de prof.

Soit 30 m sous le fond du forage


BRGM Bretagne

Seulement des études nationales

Les 1ères analyses de données montrent

des problèmes MAIS pas d’inventaire

Pourquoi ce projet ?

Précédentes études nationales ont montré une vulnérabilité intrinsèque

et anthropique forte sur certains secteurs

Un enjeu fort : augmentation démographique sur la frange littorale (+

problématiques des besoins liés au tourisme) + aggravation avec le

changement climatique

MAIS

Nécessité d’une

approche plus précise

Nécessité de connaître

les secteurs avec

problèmes avérés

Localiser l’interface eau

douce/eau salée

Comprendre les

mécanismes


BRGM Bretagne

> Faire un état des lieux de la situation actuelle

> Améliorer la connaissance des intrusions salines en

Bretagne

• Pour répondre aux exigences de la DCE (MESO en bon état si

absence d’intrusion saline due aux activités humaines)

• Pour anticiper les impacts des changements climatiques

> Tester la caractérisation spatiale de l’invasion salée

dans le socle par méthodes géophysiques

> Faire des recommandations pour le suivi des

intrusions salines

Objectifs du projet


BRGM Bretagne

Conventions et plan de financement

Montant Part

(en € HT) (en %)

Agence de l’Eau Loire-Bretagne 54 138 60%

Conseil Régional Bretagne 18 046 20%

BRGM 18 046 20%

TOTAL € HT 90 230 100%

Partenaires

> Subvention Agence de l’Eau Loire-Bretagne :

dossier n°160306201, décision n°2016D018 du

22/07/2016

> Subvention Région Bretagne : dossier n°16003725,

arrêté du 11/07/2016

08/08/2018

10/07/2018

Date début : 01/09/2016

Durée : 18 mois 01/03/2018

01/06/2018 ?


BRGM Bretagne

> Zone d’étude : Bretagne (+ focus sur un secteur précis en phase 2)

> Programme technique :

Phase 1 : Synthèse et interprétation des données disponibles (en cours)

• Tâche 1.1 – Synthèse bibliographique

• Tâche 1.2 – Identification, collecte et analyse des données hydrogéologiques

disponibles

• Tâche 1.3 – Identification des captages AEP vulnérables aux intrusions salines

• Tâche 1.4 – Délimitation des secteurs à enjeux

Phase 2 : Caractérisation de l’interface eau douce – eau salée (à venir)

• Tâche 2.1 – Suivi de la conductivité sur les piézomètres littoraux

• Tâche 2.2 – Caractérisation spatiale de l’invasion salée par méthodes

géophysiques de surface sur un secteur test

Phase 3 : Propositions d’investigations complémentaires sur les

secteurs à enjeux (non commencée)

Etapes du projet


BRGM Bretagne

Chronogramme prévisionnel

3 réunions du Comité de suivi (lancement, intermédiaire, finale)1 rapport de fin d’étude

> Projet démarré le 01/09/2016

> Durée : 18 mois 21 mois ?

Tâches S O N D J F M A M J J A S O N D J F

1. SYNTHESE ET INTERPRETATION DES DONNEES DISPONIBLES

1.1 Synthèse des études existantes

1.2 Identification, collecte et analyse des données hydrogéologiques disponibles

1.3 Identification des captages AEP vulnérables aux intrusions salines

1.4 Détermination des secteurs à enjeux

2. CARTOGRAPHIE DE L'INTERFACE EAU DOUCE - EAU SALEE

2.1 Suivi de la conductivité sur les piézomètres littoraux

2.2 Caractérisation spatiale de l'invasion salée par méthodes géophysiques de

surface sur un secteur test

3. PROPOSITIONS D'INVESTIGATIONS COMPLEMENTAIRES SUR LES

SECTEURS A ENJEUX

RAPPORT FINAL

GESTION DU PROJET ET 3 COMITES DE SUIVI

déc.16 avr.17 fev.18

2016 2017 2018

Tâches S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M

1. SYNTHESE ET INTERPRETATION DES DONNEES DISPONIBLES

1.1 Synthèse des études existantes

1.2 Identification, collecte et analyse des données hydrogéologiques disponibles

1.3 Identification des captages AEP vulnérables aux intrusions salines

1.4 Détermination des secteurs à enjeux

2. CARTOGRAPHIE DE L'INTERFACE EAU DOUCE - EAU SALEE

2.1 Suivi de la conductivité sur les piézomètres littoraux

2.2 Caractérisation spatiale de l'invasion salée par méthodes géophysiques de

surface sur un secteur test

3. PROPOSITIONS D'INVESTIGATIONS COMPLEMENTAIRES SUR LES

SECTEURS A ENJEUX

RAPPORT FINAL

GESTION DU PROJET ET 3 COMITES DE SUIVI

déc.16 sept.17 mai.18

2016 2017 2018


BRGM Bretagne

Délimitation de la zone d'étude

> Distance au trait de cote Histolitt® (SHOM) < 5 km(laisse des plus hautes mers dans le cas d’une marée

astronomique de coefficient 120 et dans des conditions

météorologiques normales (pas de vent du large, pas de

dépression atmosphérique susceptible d’élever le niveau de la

mer))

> En complément : zones basses topographiques

ouvertes sur le littoral d’une altitude < 15 m (MNT

25 m BDTOPO® (IGN))


BRGM Bretagne

Délimitation de la zone d'étude


BRGM Bretagne

Phase 1 : Synthèse et interprétation des données disponibles

> Tâche 1.1 – Synthèse bibliographique

• Quelques références :

o PETIT.V., CAOUS.J.Y., CZERNICHOWSKI.I., DE.LA.QUERIERE.P., MAZENC.B., TALBO.H., DUERMAEL.G.,

SOURISSEAU.B., BERARD.P., BEL.F. (1996) - Les aquifères littoraux de France métropolitaine. BRGM/RR-39298-FR, 120 p.

5 pht.

o MATHIEU.F., LE.JEUNE.F., MIEHE.J.M. (1997) - Imagerie de la dynamique sédimentaire et du biseau salé en zone littorale.

Etude géophysique sur le secteur de Sables-d'Or-les-Pins (Côtes-d'Armor). Rapport BRGM/RR-39362-FR, 30 p. 4 cartes

o CARN A. (2005) - Enquête sur les forages d’eau saumâtre en Ille et Vilaine (35). Note technique BRGM 05.149

o AYRAUD V. (2005) - Détermination du temps de résidence des eaux souterraines : application au transfert d’azote dans les

aquifères fracturés hétérogènes, Thèse d’Etat, Université de Rennes 1.

o CARN A. (2006) - Analyse de la conductivité de l'eau des forages des régions littorales de Quiberon (56) et Paimpol (22) -

Influence du biseau salé. Note technique BRGM SGR/BRE N° 07.03

o KLOPPMANN W., BOURHANE A., SCHOMBURGK S. (2010) - Salinisation des masses d'eaux en France Métropolitaine et

dans l'Outre-Mer. Rapport final. BRGM/RP-59496-FR, 141 p.

o SCHOMBURGK S., NICOLAS J. (2013) – Réflexions exploratoires sur l'utilisation des données de température et de

conductivité collectées via les stations du réseau de surveillance de l'état quantitatif des eaux souterraines de la France.

Rapport final. BRGM/RP-63123-FR

o ARMANDINE LES LANDES A. (2014) - Impact des variations climatiques sur les ressources hydrogéologiques. Thèse de

doctorat. Université de Rennes 1.

o SCHROETTER J.-M. (2016) – Atlas des aléas littoraux des départements d’Ille-et-Vilaine, des Côtes d’Armor et du Finistère

o SOGREAH (2001) – Etude hydrogéologique de la Baie du Mont Saint Michel

o …


BRGM Bretagne

> Cartographie de la vulnérabilité intrinsèque et anthropique

des aquifère côtiers de la région Bretagne

> Analyse statistique des données de 9400 forages

(localisation, contexte géologique, profondeur du forage,

débit instantané, …).

> Carte de vulnérabilité intrinsèque croisée avec une carte

de densité de forage (vulnérabilité anthropique)

BRGM Bretagne

Etudes nationales

Petit, 1996 (Rapport BRGM/RR-39298-FR) - Les aquifères littoraux de France

métropolitaine



BRGM Bretagne

Dörfliger N., 2011 (Rapport BRGM/RP-60829-FR) - Montée du niveau marin induite par le

changement climatique : Conséquences sur l’intrusion saline dans les aquifères côtiers en

Métropole.

Approche nationale (Méthode GALDIT – cartographie à index)

Etudes nationales



BRGM Bretagne

Etudes locales

Panneaux de résistivité à Sables d’Or les Pins (1997) - Rapport BRGM R 39362

Objectif : définir un guide d’utilisation des méthodes électriques pour appréhender la

géométrie du biseau salé au niveau des estrans :

• 3 sondages électriques

• 2 panneaux de résistivité (93 m)



BRGM Bretagne

Etudes locales

Mesures de conductivité ponctuelles

Côtes d’Armor (2006 et 2012)

Ille-et-Vilaine (2005)

Morbihan (2005)

940


BRGM Bretagne

Répartition des concentrations en

chlorures dans les eaux

souterraines sur le Massif

Armoricain (Armandine les Landes,

2014)



BRGM Bretagne


> Atlas régional des aléas littoraux de Bretagne (départements des Côtes-

d’Armor, du Finistère et de l’Ille-et-Vilaine) – BRGM (2015)

• Représentation numérique de la géologie et de la géomorphologie du Trait de

Côte (affectation de la géologie des cartes géologiques 1/50 000, corrigée par des

investigations de terrain au 1/15 000, sur le trait de côte HistoLitt et enrichie par

les parties de trait de côte en érosion et altérées)

• Diversité du littoral breton à la fois géologique, géomorphologique (altitudes des

côtes entre 5 et 100 m NGF), marées les plus hautes d’Europe trait de côte

difficile à appréhender (Schroëtter, 2015)

• Zones basses : estuaires, zones de polders, marais littoraux, îles


BRGM Bretagne



BRGM Bretagne

Niveau marin moyen et niveau des plus hautes mers astronomiques

(PHMA) en m NGF des stations marines bretonnes en fonction de leur

distance à la station de la Baie du Mont Saint-Michel



BRGM Bretagne


> Tâche 1.2 – Identification, collecte et analyse des données hydrogéologiques

disponibles

• Base de données ADES,

• Collecte de données auprès de différents organismes : ARS, AELB, DREAL,

DDTM, Syndicats d’eau, collectivités, … (chroniques de conductivité, chlorure,

sodium, piézométrie) courrier

• Questionnaires UCPT


BRGM Bretagne

• Courrier pour recenser les cas connus d’intrusion saline

Liste de diffusion :• AELB

• Région

• DDTM

• DREAL

• ARS

• Animateurs SAGE et BV

• Syndicats d’eau

• ATBVB

• UCPT

• Laboratoires : CAPINOV, LABOCEA

• Bureaux d’études et foreurs

Envoi : 12/01/2017 (106 destinataires)

Relance : 12/05/2017

1.2 - Collecte des données disponibles


BRGM Bretagne

1.2 - Collecte des données disponibles - réponses

> Infos transmises :

• SAGE Rance Frémur

• EPAB (Baie de Douarnenez)

• ARS (29, 35 et 56)

• Eau du Morbihan

• SAGE Argoat-Trégor-Goëlo / UCPT / SMEGA

• TOREL (BE)

• FC Lorient

• DDTM (29, 35, 56)

• Bruno GRUA (Terrandis)

> Pas d’infos :

• Helbert (foreur)

• DDPP29

• Cœur Emeraude

• Saint-Brieuc Armor Agglomération

• UD DREAL 35

• Couesnon Aval

• CAPINOV


BRGM Bretagne


> Questionnaires sur le secteur Argoat-Trégor-

Goëlo :

• Réunion le 10/06/2017 pour présenter la démarche

aux exploitants (3 études en parallèle)

• Questionnaire de 4 pages envoyé par courrier

• 28 réponses, 38 forages


BRGM Bretagne


> Questionnaires :


BRGM Bretagne


> Questionnaires :

• Au moins 6 forages potentiellement concernés par

une remontée du biseau salé

• Tous les forages ne sont pas encore localisés

précisément (questionnaires anonymes)

• Plusieurs exploitants prêts à transmettre les

données (résultats d’analyses, rapports, données de

prélèvements, …) et à autoriser des investigations

géophysiques sur leurs parcelles

Données à récupérer, contact sur le terrain (UCPT,

SAGE ATG)


BRGM Bretagne


> Questionnaires :


BRGM Bretagne


> Teneur en chlorures et conductivité en fonction de la distance à la mer


BRGM Bretagne

1.2 - Collecte des données disponibles – ADES

> Export de la base ADES sur l’ensemble de la Bretagne pour 19

paramètres (pH, conductivité, O2, Eh, ions majeurs, Fe, Mn, F, B, SiO2

dissous) :

• 106 658 analyses collectées, réparties sur 751 qualitomètres

• Suppression des données de 114 qualitomètres (suivi ICPE) soit 1911 analyses

• Nettoyage de la base de données (suppression des doublons, valeurs aberrantes)

• Calcul de la balance ionique (possible sur 4707 analyses) : 4632 analyses

conservées sur 470 qualitomètres (balance ionique comprise entre -10 et +10 %)

• 107 qualitomètres situés dans la zone d’étude


BRGM Bretagne

1.2 - Collecte des données disponibles – ADES


BRGM Bretagne

1.2 - Collecte des données disponibles – Synthèse


BRGM Bretagne



BRGM Bretagne


> Tâche 1.3 – Identification des captages AEP vulnérables aux intrusions

salines

• Extraction du référentiel des captages AEP sur ADES

• 393 ouvrages dans la zone d’étude

• Attribution de l’altitude (MNT 25 m)


BRGM Bretagne

1.3 – Identification des captages AEP vulnérables aux

intrusions salines

• Calcul de l’altitude du fond de l’ouvrage (altitude – profondeur)– Calcul possible sur 215 ouvrages avec profondeur renseignée en BSS ou retrouvée sur

des documents

• Sélection des captages dont le fond < + 10 m NGF

81 ouvrages

non vulnérables

(sources ou

puits/forages avec

fond > 10 m NGF

119 ouvrages a priori

non vulnérables

(puits sans

informations sur la

profondeur mais

situés à une altitude

suffisante)

147 ouvrages

potentiellement

vulnérables

(fond < 10 m NGF)

46 ouvrages dont la

profondeur est

inconnue (altitude

comprise entre 18 et

102 m NGF)


BRGM Bretagne

1.3 – Identification des captages AEP vulnérables aux intrusions salines

> Tâche 1.3 – Identification des captages AEP vulnérables aux intrusions

salines


BRGM Bretagne


Profondeur (en m NGF) du fond de l’ouvrage

des 147 captages AEP potentiellement vulnérables


BRGM Bretagne


• Analyses disponibles dans ADES :

–Pas d’analyses de conductivité ou de chlorures pour 103 captages

AEP potentiellement vulnérables à surveiller

–Sur 44 captages potentiellement vulnérables avec analyses

disponibles : 15 captages avec conductivité max ≥ 700 µS/cm et [Cl]

≥ 60 mg/L

• Reste à faire : contacter les exploitants de ces forages potentiellement

vulnérables (vulnérabilité avérée, difficultés d’exploitation, …)


BRGM Bretagne



BRGM Bretagne

Phase 2 : Caractérisation de l’interface eau douce – eau salée

> Tâche 2.1 – Suivi de la conductivité sur 2 piézomètres littoraux


BRGM Bretagne

2.1 – Suivi de la conductivité sur 2 piézomètres littoraux

> Diagraphies de conductivité (mai 2017)


BRGM Bretagne

2.1 – Suivi de la conductivité sur 2 piézomètres littoraux

> Suivi de la conductivité en continu depuis mai 2017

Co

nd

uctivité

(µ

S/c

m)


BRGM Bretagne

Phase 2 : Caractérisation de l’interface eau douce – eau salée (ED-ES)

> Tâche 2.2 – Caractérisation spatiale de l’invasion salée par méthodes

géophysiques de surface sur un secteur test

• Localisation et caractérisation de l’interface ED-ES

• Objectif méthodologique : méthodes à mettre en œuvre, géométrie des

dispositifs, volume minimum de travaux à réaliser, influence du marnage

• Programme technique :

– Log de conductivité en forage

– Diagraphies de conductivité des terrains et Gamma-Ray en forage

– 4 panneaux électriques

– 3 sondages de Résonance Magnétique Protonique (RMP)



BRGM Bretagne


> Tâche 2.2 – Caractérisation spatiale de l’invasion salée par

méthodes géophysiques de surface sur un secteur test

• Log de conductivité en forage : mesure directe de la conductivité

– Mesure de la conductivité à intervalles rapprochés à l’aide d’une sonde

spécifique descendue dans le forage (non équipé)

– Acquisition à la descente et à la remontée

– A marée haute et à marée basse

– Sur ouvrage où la coupe géologique est disponible

– Etalonnage pour panneaux électriques

• Diagraphie de conductivité des terrains

– Identifier précisément les différentes couches géologiques

• Diagraphie Gamma-Ray : radioactivité naturelle

– Mise en évidence d’argile

– Attention : « bruit » en surface en terrain agricole (engrais potassique)

Différenciation zones argileuses / zones

contaminées par eau saumâtre



BRGM Bretagne

> Tâche 2.2 – Caractérisation spatiale de l’invasion salée par

méthodes géophysiques de surface sur un secteur test

• 4 panneaux électriques pour identifier la position de l’interface

ED-ES

– Principe : injection de courant entre 2 électrodes et mesure de la

différence de potentiel induite entre 2 autres électrodes

détermination de la résistivité apparente du sous-sol

– Dispositif dipôle-dipôle : bonne résolution des terrains de sub-surface

– Dispositif Wenner-Schlumberger: bonne acquisition en profondeur



BRGM Bretagne

• Panneaux électriques pour identifier la position de l’interface

ED-ES (semaine du 16 au 19 octobre)

– Contraste de résistivité entre formations géologiques imbibées

d’eau douce ou saumâtre profil + profondeur

Géophysique

Trait de côte

forage

Marée haute + marée basse

Caractérisation zone fracturée

sondages RMP

Cartographie à l’échelle de la zone d’étude


BRGM Bretagne

• 3 sondages RMP : discrimination des anomalies conductrices

(semaine du 23 au 27 octobre ou report à novembre)

Géophysique


BRGM Bretagne

• Contraintes techniques :

– Accessibilité du site pour panneau électrique (autorisation

accès, layonnage, …) courrier BRGM co-signé par l’AELB

et/ou la Région pour sensibiliser les riverains au préalable

– Forage accessible et non équipé (retrait de la pompe)

– Mesures pendant l’arrêt des pompages :

• Panneaux électriques : 5 coupures de 2h en milieu de

journée ou calées sur la marée haute

• RMP : 3 fois 12 à 24 h d’enregistrement

– RMP :

• problème de bruit dans les zones urbanisées (mesure

préalable)

• > 750 m des lignes électriques Haute Tension

• > 300 m des lignes Moyenne Tension et des pompes

• à l’écart des clôtures électriques, des transformateurs et

des pompes en fonctionnement

Géophysique


BRGM Bretagne

Géophysique


BRGM Bretagne

> Forage à Plougrescant :• Forage de 1992 :

– 93 m de profondeur

– altitude : 67 m

– distance à la mer : 1400 m

– 2 autres forages de 1985 et 2016 moins profonds (35 et 46 m)

– 11 500 m3/an

Proposition de secteur test

Merci de votre attention

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