Etude des relations entre eaux souterraines et eaux superficielles en sud Gironde Comité de suivi Réunion du 20 novembre 2014 Saint Magne Antea Group – Pessac gaetan.chevalier-lemire@anteagroup.com bruno.marsaud@anteagroup.com

Etude des relations entre eaux souterraines et eaux superficielles Quelques éléments sur l’Anticlinal de Villagrains : une structure géologique complexe et dont la connaissance s’améliore progressivement Une présentation des 5 phases : Phase 1 : Synthèse des enjeux et délimitation d'un périmètre d'étude pertinent ; Phase 2 : Synthèse des connaissances géologiques, hydrogéologiques, hydrologiques sur la zone d’étude ; Phase 3 : Proposition d’un réseau d’instrumentation piézométrique et hydrométrique ; Phase 4 : Mise en place des stations, maintenance sur un cycle hydrologique : objectif de mise en place à l’étiage des niveaux fin d’été 2015 ; récupération des données, mise en forme : 2 mois+ 18 mois de fonctionnement ; Phase 5 : Interprétation unitaire, interprétation générale du fonctionnement de la zone, bilans hydriques et hydrologiques, conclusion et recommandations : 3 mois.

L’anticlinal de Villagrains-Landiras : une structure géologique complexe Et des connaissances qui évoluent et s’affinent Vision affinée de la structure géologique et de son rôle hydrogéologique Source EGID La plus récente (emplacement plus à l’ouest)

L’anticlinal de Villagrains-Landiras : une structure géologique complexe Source EGID

Phase 1 : enjeux et périmètre d'étude pertinent Des zones sensibles inventoriées (ZNIEFF) lagunes et milieux associés, cours d’eau

Phase 1 : enjeux et périmètre d'étude pertinent Des zones sensibles inventoriées (ZNIEFF) et protégées (Natura 2000) lagunes et milieux associés, cours d’eau

Phase 1 : enjeux et périmètre d'étude pertinent Des zones sensibles inventoriées (ZNIEFF) et protégées (Natura 2000) : lagunes et milieux associés, cours d’eau

Phase 1 : enjeux et périmètre d'étude pertinent Une situation en tête de 3 grands bassins versants

Phase 1 : enjeux et périmètre d'étude pertinent une piézométrie du Plio-Quaternaire proche du sol et cohérente avec les bassins versants superficiels

Phase 1 : enjeux et périmètre d'étude pertinent Champ captant au Cénomanien simulé et profondeur d’accessibilité Champ captant Nord CCN Toit -150 m/sol Champ Ouest CCO Toit -350 m/sol Champs captant Sud CCS

Phase 1 : enjeux et périmètre d'étude pertinent zone d’influence théorique maximale sur le Plio-quaternaire selon modélisation EGID 2012 pour 12 Mm3/an à l’issue d’une période de 15 ans d’exploitation de 2011 à 2025 selon une hypothèse de recharge moyenne (moyenne trimestrielle de la pluie efficace 1981 – 2010) Zone d’influence supérieure à 0,1 m

Phase 1 : enjeux et périmètre d'étude pertinent zone d’influence théorique maximale selon modélisation de EGID 2012 pour 12 Mm3/an en recharge moyenne Une scénario vraisemblablement très pessimiste avec des influences théoriques maximisées car : un Plio-quaternaire simplifié (une seule nappe homogène), des relations entre nappe mal connues, pas de relations nappe rivières prises en compte

Phase 2 : Synthèse des connaissances géologiques, hydrogéologiques, hydrologiques sur la zone d’étude Collecte et compilation des données auprès des acteurs pour identifier : les éléments du réseau hydrographique (cours d’eau, fossés, lagunes) – et les grands type de comportement hydraulique; les éléments de métrologie disponibles (niveaux, débits); les données récentes sur le Plio-Quaternaire (géologie, géométrie, stratigraphie, piézométrie). Synthèse des connaissances Visite sur site avec repérage des points de mesures existants (piézomètres, points nodaux du réseau hydrographique) – production d’une fiche de repérage Analyse d’image ortho photo Infra Rouge pour analyse du réseau superficiel et des milieux associés aux lagunes (zones d’affleurement d’eau) – comparaison avec les inventaires disponibles Etablissement d’une carte piézométrique

Phase 2 : Synthèse des connaissances traitement d’image Sources de données choisies : BD ORTHO Classique : Orthophotographie couleur, résolution 50 cm BD ORTHO IRC : Infra Rouge Couleur, résolution 50 cm

Phase 2 : Synthèse des connaissances - traitement d’image Avantages et inconvénients des sources de données choisies Gratuité des données pour les missions de service public Précision au sol (50 cm) plus grande que celle des images satellites (SPOT, LANDSAT, etc.) Longueur d’onde Infrarouge disponible  analyse spectrale permettant un traitement de l’information par le calcul d’indice d’humidité des sols, d’état de la végétation, etc. (indice de brillance, NDVI, etc.) Mais absence de différentiel saisonnier (période hautes eaux, basses eaux)

Phase 2 : Synthèse des connaissances - traitement d’image Méthodologie envisagée Etude de la signature spectrale de zones échantillonnées (cours d’eau, crastes, fossés, zones d’affleurement d’eau, etc.)  Mise en œuvre d’une classification supervisée de type maximum de vraisemblance pour extraire les éléments sur la zone d’étude

Phase 2 : Synthèse des connaissances - traitement d’image Calcul du NDVI (indice de végétation normalisé)  Identification des valeurs négatives (caractéristiques des zones en eau) puis étude de la signature spectrale de zones échantillonnées (cours d’eau, crastes, fossés, zones d’affleurement d’eau, etc.)  Mise en œuvre d’une classification supervisée de type maximum de vraisemblance pour extraire les éléments de drainage superficiel et de zones humides sur la zone d’étude Calcul de l’indice de brillance  Identification des faibles valeurs (caractéristiques des zones à teneur en eau élevée) puis étude de la signature spectrale de zones échantillonnées  Mise en œuvre d’une classification supervisée de type maximum de vraisemblance pour extraire les éléments de zones humides sur la zone d’étude

Phase 2 : Synthèse des connaissances - traitement d’image Etude de la morphologie  Utilisation de filtres morphologiques (simplification de l’image par préservation de la structure principale de l’image) afin de détecter les éléments de type crastes, fossés, etc.

Phase 2 : Synthèse des connaissances - traitement d’image Combinaison des résultats issus des différentes méthodes mises en œuvre Mise en place d’un indice de confiance Contrôle de cohérence visuel (utilisation de référentiels SIG disponible) Données produites : Des ligne pour les cours d’eau, crastes et fossés ; Des polygone pour les milieux associés aux lagunes ; Avec, pour chaque objet, une table attributaire contiendra à minima un identifiant unique ainsi qu’un indice de confiance (fort, moyen ou faible)

Phase 3 : proposition d’un réseau d’instrumentation piézométrique et hydrométrique Proposition d’un réseau de suivi comprenant : des points de suivi sur des ouvrages existants ; des points de suivi à créer : Piézomètres dans la nappe du Plio-Quaternaire ; Point de mesure du niveau des lagunes ; Points de suivi des cours d’eau (station de jaugeage).

Phase 3 : proposition d’un réseau d’instrumentation piézométrique et hydrométrique Proposition de réseau de suivi effectuée : en tenant compte des données collectées et de la densité déjà présente ; - du milieu naturel afin d’être facilement accessible sans dommage pour l’environnement ; - pour les stations de jaugeage, de la nature de la section ; - d’une première anticipation des contraintes d’accès (propriétaires) afin d’anticiper la faisabilité de la création des nouveaux ouvrages. - après une visite de terrain spécifique de repérage pour proposer une implantation réaliste pouvant effectivement être mise en œuvre.

Phase 4 : mise en place des stations et maintenance sur un cycle hydrologique : Création des nouveaux ouvrages basée sur la simplicité afin de minimiser les coûts du réseau et éviter une dégradation du milieu par le passage d’engins mécanisés. Pose de tubes piézométriques manuels sur la nappe superficielle ou sur les lagunes (tarière à main – profondeur max 2 m) En option : mise en place par société de forage à la tarière creuse si nécessaire si difficultés particulières ou profondeur plus importante Stations de jaugeage de cours d’eau placée sur des ponts ou tout autre support rigide – petite maçonnerie si nécessaire Equipement de métrologie de niveau Nivellement par géomètre Courbe de tarage par jaugeage de débit Restitution sous forme de fiche

Phase 5 : interprétation – bilan hydrique Différents signaux enregistrés : Débits cours d’eau Niveaux nappes Niveaux lagunes Pluie Analyse de la relation entre ces phénomènes par techniques de traitement du signal : Caractérisation de la dépendance dans le temps et des signaux entre eux Caractérisation du fonctionnement : part de chaque signal dans l’hydrogramme => contribution de chaque hydrosystème. => Bilan hydrique.

Phase 5 : interprétation – bilan hydrique POMPAGE Nappe profonde Nappe(s) superficielle(s) Drainage et alimentation par fossés Pluie Rivière Alimentation Débit Pluie

Merci de votre attention !