Service Géologique Régional Aquitaine Etudes sur les nappes d’eaux souterraines dans le département de la Dordogne Service Géologique Régional Aquitaine Jeudi 1er décembre 2011 – Journée Technique sur les eaux souterraines de Dordogne

Etudes hydrogéologiques menées en Dordogne Un partenariat technique et financier entre le Conseil Général et le BRGM depuis 10 ans pour améliorer la connaissance sur les eaux souterraines du département. 2001 : Appui à la mise en place des réseaux quantité et qualité 2001-2003 : Etude sur le Turonien libre / Nord-ouest Dordogne 2003 : Synthèse hydrogéologique de la Dordogne 2003-2008 : Eocène Bergeracois 2006-2008 : Nappe alluviale de la Dordogne 2005-2010 : Secondaire en Agenais-Périgord 2011-… : Etude des Karsts de Dordogne Service Géologique Régional Aquitaine

Le Bassin aquitain actuel Le Massif Armoricain Le Massif Central Les Pyrénées Périgueux Bordeaux JURASSIQUE Service Géologique Régional Aquitaine

Formations rencontrées dans le Bassin aquitain Dordogne Service Géologique Régional Aquitaine

Géologie simplifiée de la Dordogne Coupe 2 Ressources en eaux souterraines importantes dans le département qu’il convient de bien connaître pour les exploiter au mieux et sur le long terme. Etudes pour pallier ces déficits de connaissances et appuyer les décisions et orientations de gestion du département Partition superficiel/nappes d’eau Service Géologique Régional Aquitaine

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Service Géologique Régional Aquitaine Evaluation de la ressource en eau de l’Eocène dans le Bergeracois Rapports BRGM/RP-52528-FR et RP-56301-FR Service Géologique Régional Aquitaine Jeudi 1er décembre 2011 – Journée Technique sur les eaux souterraines de Dordogne

Rappel : Localisation de la zone d’étude Affleurements contribuant à l'alimentation des nappes profondes : LIMITE Affleurements du Campano-Maastrichtien Affleurements de l'Éocène Tracé de la coupe géologique de la figure 4 Type de limite des aquifères de l'Éocène Limites des aquifères de l'Éocène Zone d'étude Service Géologique Régional Aquitaine

Objectifs du projet Constats Ressource importante pour l’AEP et l’industrie (Eocène moyen et inférieur), Baisse régulière des niveaux piézométriques depuis plus de 20 ans sur de nombreux ouvrages, Problématique de l’Eocène girondin Nécessité de mieux comprendre les interférences liés aux prélèvements et les perspectives d’évolution des niveaux dans l’Eocène Réalisation d’une synthèse géologique et hydrogéologique, Inventaire des données (prélèvements, recharge…) Simulations à l’aide du Modèle Nord-Aquitain (2 scénarios tendanciels) Service Géologique Régional Aquitaine 2

Illustration de la problématique Service Géologique Régional Aquitaine

Prélèvements dans l’Eocène du Bergeracois 115 ouvrages de prélèvements sur le Bergeracois 48 en Dordogne, 63 en Gironde, 4 en Lot-et-Garonne 14,05 millions de m3 en 2006 (61% en 33, 34% en 24, 5% en 47) Évolution des prélèvements (en millions de m3/an) par département dans l’Eocène inférieur et moyen du Bergeracois, de 1950 à 2006 76 % (10,7 millions de m3 en 2006) pour l’AEP Service Géologique Régional Aquitaine

Prélèvements dans l’Eocène du Bergeracois par usage Service Géologique Régional Aquitaine

Prélèvements à l’échelle de l’Eocène 66,5 millions de m3 en 2006 (entre 64 et 72 Mm3/an depuis 1989) 91% des prélèvements en Gironde (60,3 Mm3), 7% (4,7 Mm3) en Dordogne, 2% (1,5 Mm3) en Lot-et-Garonne. Évolution des prélèvements (en millions de m3/an) par département dans l’Eocène inférieur et moyen du nord du Bassin aquitain, de 1950 à 2006 Service Géologique Régional Aquitaine

SIMULATIONS : Définition du scénario tendanciel Influences mutuelles des zones du Bergeracois et du Bordelais nécessitant de prendre en compte les perspectives d’évolution des prélèvements dans l’Eocène de la Gironde Pour affiner les résultats de la simulation prospective : prise en compte de 2 recharges distinctes. Année 1999 correspondant à une année moyenne Année 2006 correspondant à une année plus sèche Scénario de prélèvements Travail en collaboration avec le CG24 et la MISE de Dordogne pour définir les tendances d’évolution à l’horizon 2015 pour chaque forage AEP, Prise en compte des éléments du SAGE NP33 pour l’AEP, Report des prélèvements agricoles, industriels, individuels sur la période 2007-2015 dans tous les départements, Service Géologique Régional Aquitaine

SIMULATIONS : Evolution des prélèvements du scénario 15,8 Mm3 en 2015 soit + 12,8 % sur la période 2007-2015 (+1,8 Mm3) 1Mm3 de plus que le maximum observé en 2002 Dordogne + 28,8% (+1,36 Mm3) , Gironde +5% (+0.44 Mm3) Dans le Bergeracois A l’échelle de l’aquifère Service Géologique Régional Aquitaine

SIMULATIONS : Résultats Chroniques Hors Bergeracois Service Géologique Régional Aquitaine Lundi 15 décembre 20008

SIMULATIONS : Résultats Cartes Piézométriques 2015 Carte piézométrique de l’Eocène moyen restituée par le Modèle Nord Aquitain – année 2015 – Scénario tendanciel – recharge 1999 (année moyenne) appliquée à la période 2007-2015 Service Géologique Régional Aquitaine Lundi 15 décembre 20008 > 17

SIMULATIONS : Résultats Cartes Piézométriques Carte des différences de charges calculées par le modèle entre 2006 et 2015 dans l’Eocène moyen – Scénario tendanciel – recharge 1999 (année moyenne) appliquée à la période 2007-2015 Service Géologique Régional Aquitaine Lundi 15 décembre 20008

Conclusion Cette étude a permis : de mettre en évidence l’influence régionalisée des prélèvements sur la piézométrie, de constater qu’une augmentation modérée des prélèvements à l’Eocène, compte tenu des niveaux de prélèvements déjà existants, conduirait à une baisse continue des niveaux piézométriques. Nécessité d’un plan de gestion globale de la nappe impliquant la Gironde et associant la Dordogne et le Lot-et-Garonne. La fixation de règles de gestion dans le bergeracois reste dépendante de cette même opération dans les deux autres départements compte tenu de la situation actuelle de la nappe (fortement sollicitée) et de son caractère devenu indivisible. Service Géologique Régional Aquitaine Lundi 15 décembre 20008

Service Géologique Régional Aquitaine Piézométrie et qualité de l’aquifère Turonien-Coniacien à l’ouest de la Dordogne Rapports BRGM/RP-52258-FR et RP-52666-FR Service Géologique Régional Aquitaine Jeudi 1er décembre 2011 – Journée Technique sur les eaux souterraines de Dordogne

Objectifs du projet Objectifs du projet : -Aquifère du Turonien – Coniacien largement utilisé pour l’AEP et sollicité intensivement pour l’irrigation, -Source et soutien d’étiage de nombreux cours d’eau La multiplication des forages dans cet aquifère a engendré une dégradation de cette ressource en eau, tant d’un point de vue quantitatif que qualitatif Objectifs du projet : Dresser un bilan quantitatif et qualitatif de cette nappe : - campagnes piézométriques - campagnes de prélèvements Service Géologique Régional Aquitaine Lundi 15 décembre 20008

Elaboration de cartes piézométriques de référence 4 campagnes piézométriques organisées (2001 et 2002) sur environ 70 points : -en avril (« hautes eaux ») avant la période d’irrigation, -fin octobre (« basses eaux») après la période d’irrigation. Toutes les campagnes ont été menées : de façon synchrones, après nivellement des ouvrages, Parallèlement aux campagnes organisées en Charente et Charente Maritime Service Géologique Régional Aquitaine 2

L’Isle, la Dronne et leurs affluents drainent la nappe. Pas de variation notable des relations nappe/rivière dans l’année. Service Géologique Régional Aquitaine Lundi 15 décembre 20008

10 points prélevés (7 forages + 3 sources) Faciès bicarbonaté calcique Service Géologique Régional Aquitaine

Qualité des eaux Résultats identiques en 16 et 17 - Nitrates détectés sur les 10 points de prélèvements. Teneurs >20 mg/l sur 8 points Max = 45.7 mg/l Tendance à l’augmentation sur la plupart des points en 2003 - 9 points sur les 10 sélectionnés présentent des teneurs supérieures au seuil de détection pour un ou plusieurs herbicides (atrazine, simazine, déséthylatrazine et déisopropylatrazine) Dans les eaux de ces captages, les teneurs sont supérieures aux normes de potabilité (0,1 µg/l par élément) pour un voire deux herbicides (atrazine et / ou déséthylatrazine). Résultats identiques en 16 et 17 Service Géologique Régional Aquitaine

Service Géologique Régional Aquitaine Perspectives de gestion des nappes du Secondaire en Agenais-Périgord Rapports BRGM/RP-56419-FR et RP-59330-FR Service Géologique Régional Aquitaine

Objectifs du projet 2 constats : Objectifs du projet : Baisse généralisée des nappes profondes en Lot-et-Garonne (Eocène, Crétacé supérieur et Jurassique), Un impact climatique marqué en Dordogne - Etat de sécheresse préoccupant durant les étés 2003, 2005 et 2011 (restrictions d’usage sur l’aquifère du Turonien et Coniacien-Santonien), Objectifs du projet : Mener une réflexion sur ces ressources en eau dans le secteur nord-oriental du Bassin aquitain, Proposer les premiers éléments pour appuyer les décisions de gestion concernant ces nappes profondes. Service Géologique Régional Aquitaine 2

Géologie – Intégration de la géométrie au Modèle Nord-Aquitain Cote du toit du réservoir BACX Epaisseur du réservoir BACX Service Géologique Régional Aquitaine 2

Géologie – géométrie au Modèle Nord-Aquitain Coniacien-Santonien Cénomanien Cahors Agen Arcachon Cognac Bordeaux Bergerac Périgueux Tithonien Jonzac Campanien St Cyprien Kimmeridgien Turonien Villagrains Bathonien Bajocien Service Géologique Régional Aquitaine Mardi 14 Juin 2011 2

Prélèvements – Agenais-Périgord 203 captages dans le Crétacé 115 captages dans le Jurassique 7 Captent les 2 Total : 45 Mm3/an (61% Crétacé – 39% Jurassique) Environ 50% des prélèvements dans le nord du Bassin aquitain Service Géologique Régional Aquitaine Mardi 14 Juin 2011 2

Prélèvements (moyenne 1997-2007) par département Département de la Dordogne Total : 32 Mm3/an 69% Crétacé Département du Lot-et-Garonne Total : 11 Mm3/an 57% Jurassique Service Géologique Régional Aquitaine Mardi 14 Juin 2011

Faciès chimique des eaux Eaux du Crétacé et du Jurassique Eau bicarbonatée calcique Dissolution de dolomie Service Géologique Régional Aquitaine Mardi 14 Juin 2011 2

Qualité des eaux du Crétacé et du Jurassique Parmi les 56 captages étudiés, 53 % des captages au Crétacé et 41 % des captages au Jurassique présentent des dépassements permanents ou temporaires de potabilité pour les éléments comme le fer, le fluor, et les matières en suspension Nitrates : analyse historique montre une augmentation continue des teneurs en nitrates pour 20 forages sur 39 dans le Jurassique et pour 4 forages sur 17 dans le Crétacé Problèmes microbiologiques ponctuels (Dordogne) Qualité des eaux souterraines satisfaisantes Service Géologique Régional Aquitaine Mardi 14 Juin 2011

Analyse des 74 chroniques piézométriques L’étude point par point permet d’identifier deux grandes familles de captages : Ceux situés en zone captive profonde dont la variation du niveau piézométrique est principalement soumise aux variations des conditions d’exploitation de l’ouvrage lui-même ou régionales. Ceux situés sur la frange des aquifères et influencés par les variations climatiques cycliques. Service Géologique Régional Aquitaine 2

Influence climatique supposée - Crétacé Service Géologique Régional Aquitaine Mardi 14 Juin 2011

Influence climatique supposée - Jurassique Service Géologique Régional Aquitaine Mardi 14 Juin 2011

Evolution piézométrique - Crétacé Service Géologique Régional Aquitaine Mardi 14 Juin 2011

Evolution piézométrique - Jurassique Service Géologique Régional Aquitaine Mardi 14 Juin 2011

Premières conclusions En Dordogne : Stabilité des niveaux dans le Crétacé et le Jurassique la présence de l’essentiel des zones d’alimentation de ces aquifères dans le département, la karstification et la fracturation importante des réservoirs du Crétacé qui permettent des infiltrations d’eau rapide et en quantité depuis la surface vers les parties profondes et/ou de favoriser des drainances verticales ascendantes. Service Géologique Régional Aquitaine Mardi 14 Juin 2011

Premières conclusions En Lot-et Garonne : Baisse continue des niveaux dans le Crétacé et le Jurassique Une réalimentation faible (éloignement par rapport aux zones d’alimentation notamment pour les ouvrages situés dans la vallée de la Garonne) et/ou du compartimentage des réservoirs (failles), La présence de limites d’érosion des réservoirs du Crétacé (Turonien et Coniacien-Santonien) au niveau de la vallée du Lot qui constituent des limites à flux nul d’un point de vue hydrogéologique. Bien que les prélèvements soient quasiment équivalents à ceux de la Dordogne, la densité de forages jurassiques dans les parties profondes apparaît plus importante en Lot-et-Garonne. De nombreux ouvrages de Dordogne sont eux situés à proximité immédiate des zones d’affleurements. Service Géologique Régional Aquitaine Mardi 14 Juin 2011

Premières conclusions En Lot-et Garonne : Impact régionalisé des prélèvements : Peu de corrélation entre les prélèvements au droit d’un forage et le comportement de la piézométrie Aquifères du Jurassique fortement captif Baisse continue des niveaux piézométriques : Déséquilibre (destockages non maitrisés) ? Service Géologique Régional Aquitaine

Simulations – construction des scénarios 1 simulation visant à voir l’impact de la recharge (complément aux 5 scénarios testés dans le cadre de l’étude Volumes Prélevables) Prélèvements identiques à l’étude Volumes Prélevables Recharge moyenne 1977-2007 1 jeu de simulation visant à voir l’impact des prélèvements du Lot-et-Garonne dans le Jurassique. Recharge constante (moyenne 1977-2007) Modulation des prélèvements (0 - 0,25 - 0,5 - 0,75 et 1,5) + simulation 1 Service Géologique Régional Aquitaine

Simulation 1 - Résultats Forte sensibilité des nappes à la recharge Service Géologique Régional Aquitaine

Simulation 2 - Résultats Aquifères partiellement confinés et mal réalimentés Service Géologique Régional Aquitaine

Conclusions – Ebauche de sectorisation en l’état actuel des connaissances, il apparaît que le comportement des nappes de Dordogne et de Lot-et-Garonne sont relativement dissociés En première approche, et faute de pouvoir identifier plus clairement les deux secteurs, il est proposé de se baser sur les limites départementales pour identifier 2 zones : La Dordogne (24), Le Lot-et-Garonne (47) et le Tarn-et-Garonne (82) dont les problématiques sont similaires. Compte tenu des incertitudes importantes, il sera indispensable d’assurer une concertation entre les 3 départements pour les projets à venir sur les zones profondes limitrophes, et plus particulièrement entre le sarladais (24) et le nord du Lot-et-Garonne. Service Géologique Régional Aquitaine

Conclusions – Exploitation des nappes En Dordogne, le schéma directeur (2005) identifie les ressources du Secondaire comme stratégiques et mobilisables pour les besoins futurs du département Compte tenu des incertitudes sur la partie sud du département, il conviendra, comme le recommande le schéma de Dordogne, de privilégier l’exploitation du Crétacé dans le Sarladais lorsque les débits obtenus et la qualité des eaux peuvent satisfaire les besoins Service Géologique Régional Aquitaine

Conclusions – Exploitation des nappes En Lot-et-Garonne, il existe une moins grande possibilité de diversification des ressources en eaux souterraines pas ou peu de possibilités de reports des prélèvements vers des aquifères plus superficiels Seul un travail fin d’optimisation des prélèvements semble possible pour assurer la satisfaction des besoins tout en contrôlant les rabattements induits. La gestion des eaux souterraines en Lot-et-Garonne apparaît beaucoup plus complexe qu’en Dordogne (importance des règles de gestion du SDAEP (1999 en cours de révision) Service Géologique Régional Aquitaine

Conclusions – Renforcement des réseaux de suivi L’amélioration des connaissances sur les aquifères du Secondaire en Agenais-Périgord passera par la poursuite de l’acquisition de données physiques Suivi et collecte des mesures sur les forages AEP (47,24 et 82) Poursuite des suivis en 24 et en particulier sur le forage de Gaujeac (24) Mise en place de réseaux de suivis complémentaires en Lot-et-Garonne (qualité et quantité). Proposition d’équipement de suivi de tout nouvel ouvrage créé à la limite Dordogne/Lot-et-Garonne Service Géologique Régional Aquitaine

Service Géologique Régional Aquitaine Karsts de Dordogne Service Géologique Régional Aquitaine Jeudi 1er décembre 2011 – Journée Technique sur les eaux souterraines de Dordogne

Etude des karsts libres et sous couverture du département de la Dordogne Problématique : La gestion des ressources issues des aquifères karstiques se heurte à : Variabilité des débits et des signatures chimiques, Vulnérabilité vis-à-vis des pollutions, Anomalies thermiques (remontées d’eaux chaudes en surface) ou températures anormalement froides en profondeur, Identification du bassin d’alimentation. Objectifs : Répondre au besoin de connaissance générale de ces aquifères carbonatés et mettre en œuvre une approche pluridisciplinaire pour comprendre le fonctionnement des systèmes karstiques Service Géologique Régional Aquitaine

Aspects géologiques et structuraux : Démarche: Aspects géologiques et structuraux : Morphologie spécifique des massifs carbonatés (dolines, vallées sèches, fractures, gouffres, réseaux de conduits verticaux et horizontaux , …) Identification des facteurs à l’origine de la mise en place des karsts : Synthèse bibliographique de la géologie et tectonique de Dordogne Cartographie et analyse fine de la fracturation Aspects hydrogéologiques : Organisation progressive des écoulements et structure des vides dans les karsts (Variabilité spatiale et temporelle importante des paramètres hydrodynamiques, existence d’écoulements souterrains très rapides et crues de fortes intensités …) Compréhension du fonctionnement karstique : - Inventaire des informations hydrogéologiques (Sources, forages, pertes, débits, traçages, données hydrométriques et physico-chimiques, …) en collaboration avec les acteurs de l’eau de Dordogne, - Corrélation des données recueillies. Service Géologique Régional Aquitaine