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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
pertinent ;
: Synthèse des enjeux et délimitation d'un périmètre d'étude
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
stratigraphie, piézométrie).
le
Plio-Quaternaire
(géologie,
géométrie,
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 :
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
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
Pluie
Nappe(s)
superficielle(s)
Drainage et
alimentation
par fossés
Alimentation
Pluie
Débit
Rivière
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