Gestion des Eaux Souterraines en Région Aquitaine - 2002-2006

Synthèse géologique et potentialités aquifères du Plio-Quaternaire des de Gascogne et du Médoc en relation avec les SAGE

Jean-Pierre PLATEL

Service Géologique Régional Aquitaine AGSO 27 avril 2008 Introduction Convention « Gestion des eaux souterraines en Région Aquitaine» Période 2002-2006

> 7 modules

•M1 : Mise en place d’un réseau de mesures sur le pourtour du Bassin d’Arcachon •M2 : Etude de la crête piézométrique située au nord de Bordeaux •M3 : Définition de piézométries d’objectif et de crise •M4 : Développement et gestion du modèle nord-aquitain •M5 : Gestion des nappes alluviales •M6 : Développement et maintenance du SIGES Aquitaine •M7 : Etude des aquifères plio-quaternaires

> Financement du Module 7 ( 1ère année d’étude )

• BRGM : 31.25 % • Région Aquitaine : 30.00 % • AEAG : 38.75 %

- Service Géologique Régional Aquitaine > 2 Module 7 – Reconnaissance des potentialités aquifères du Plio-Quaternaire

> Objectifs du module 7 - Améliorer la connaissance de l’agencement des dépôts détritiques afin de localiser les différentes nappes d’extension régionale

- Fournir des éléments aux Schémas d'Aménagement et de Gestion des Eaux en cours de constitution SAGE Leyre, cours d’eau côtiers et milieux associés SAGE Ciron SAGE Midouze SAGE lacs médocains SAGE étangs Littoraux Born et Buch

- Améliorer la gestion des différents usages de l’eau dans les départements de la Gironde et des Landes et préserver les écosystèmes Préoccupations générales et besoins des SAGE : - géométrie des nappes PQ - volume du ou des réservoirs, cartographie des imperméables qui isolent les aquifères - modalités d’alimentation des cours d’eau à partir des eaux souterraines - influence des prélèvements sur la nappe et les eaux superficielles - relations Plio-Quaternaire / nappes profondes - évaluation de la qualité des eaux …

Service Géologique Régional Aquitaine > 3 Potentialités aquifères du Plio-Quaternaire

> Programme de l’année 1

• Compilation des données bibliographiques majeures et cartes géologiques (1) • Interprétation lithostratigraphique des ouvrages archivés en BSS (2) • Conception d’un SIG (système d’information géographique) et intégration des données de forages (3) • Détermination des ensembles aquifères (4) > Programme de l’année 2

• Modélisation 3D • Caractérisation des aquifères • Mise en place d’un réseau de suivi • Recommandations besoins/ressources • Synthèse

Service Géologique Régional Aquitaine > 4 Potentialités aquifère du Plio-Quaternaire

Service Géologique Régional Aquitaine > 5 Potentialités aquifères du Plio-Quaternaire

> Interprétation lithostratigraphique des ouvrages

– Analyse de l’ensemble des ouvrages BSS du secteur : 24 664 sur 41 cartes dont 29 entières – Définition d’un référentiel de sondages : 1088, soit 4,4 % des points BSS – Interprétation des ouvrages en termes de séquences de comblement

Cartes d’extension des formations

16 coupes sériées

Service Géologique Régional Aquitaine > 6 Potentialités aquifères du Plio-Quaternaire

Q

> Présentation des formations

- Dépôts marins et alluviaux + dunes = couverture superficielle P - Miocène marin = substratum - Sable des Landes lato sensu ( et Sables des Landes s.s.) - Belin - Onesse - Arengosse (Mézos / Solférino) - Sables fauves et Glaises bigarrées

M

Service Géologique Régional Aquitaine > 7 Potentialités aquifères du Plio-Quaternaire > Evolution du comblement du delta des Landes de Gascogne

Service Géologique Régional Aquitaine > 8 Potentialités aquifères du Plio-Quaternaire

Service Géologique Régional Aquitaine > 9 Potentialités aquifères du Plio-Quaternaire

Service Géologique Régional Aquitaine > 10 Potentialités aquifères du Plio-Quaternaire

Service Géologique Régional Aquitaine > 11 Potentialités aquifères du Plio-Quaternaire

Carte harmonisée du "triangle landais " à 1/250 000

Service Géologique Régional Aquitaine > 12 Potentialités aquifères du Plio-Quaternaire

Coupes sériées

4

Service Géologique Régional Aquitaine > 13 Potentialités aquifères du Plio-Quaternaire

Coupes sériées

9

Service Géologique Régional Aquitaine > 14 Potentialités aquifères du Plio-Quaternaire

Coupes sériées

13

Service Géologique Régional Aquitaine > 15 Potentialités aquifères du Plio-Quaternaire

> Conception d’un SIG : système d’information géographique et intégration des données de forages

– Réalisation d’une base de données intégrant toutes les informations y compris celles acquises dans le cadre du module 1 (Bassin d’Arcachon) -> GDM (logiciel BRGM)

– Réalisation de cartes en isohypses des toits et des murs des réservoirs aquifères à l’échelle 1/250 000 -> choix de regrouper certaines formations (cf. log), toit = mur de la formation sus-jacente

– Réalisation de cartes en isopaques des ensembles aquifères -> à faire lorsque le modèle hydrogélogique sera affiné mais déjà bonne concordance

Service Géologique Régional Aquitaine > 16 Potentialités aquifères du Plio-Quaternaire

Sables fauves / verts Glaises bigarrées

Service Géologique Régional Aquitaine > 17 Potentialités aquifères du Plio-Quaternaire

Formation d'Arengosse Formations d'Onesse, de Belin et de Castets

Service Géologique Régional Aquitaine > 18 Potentialités aquifères du Plio-Quaternaire

Coupe issue du modèle

GB SF Arengosse

Coupe « géologue » Service Géologique Régional Aquitaine > 19 Potentialités aquifères du Plio-Quaternaire

> Détermination des ensembles aquifères

– Mise en évidence des réservoirs aquifères, des imperméables et de leurs extensions géographiques : modèle GDM à 4 couches à affiner

– Délimitation des zones d’échanges ou d’individualisation des aquifères : cartographie des niveaux imperméables (argiles d’Arengosse, argiles d’Onesse, argiles de Brach (formation de Belin), argiles d’ (formation de Castets)

– Recherche bibliographique relatives aux caractéristiques hydrodynamiques et à la qualité de l’eau par ensemble aquifère

Service Géologique Régional Aquitaine > 20 Potentialités aquifères du Plio-Quaternaire

> Caractéristiques hydrodynamiques

• Appuyée sur une recherche bibliographique (année 2)

> Qualité de l’eau

• Extraction depuis la base ADES des données Qualité relatives aux ouvrages sollicitant les nappes plio-quaternaires

•Détermination du ou des aquifères captés en fonction de la profondeur de l’ouvrage

•Traitements des données

Service Géologique Régional Aquitaine > 21 Potentialités aquifères du Plio-Quaternaire

Extraction depuis ADES des données Qualité relatives aux ouvrages sollicitant les nappes plio-quaternaires

40 33

85 ouvrages Plio-Quat. 80 dans la zone d’étude 78 aux prof. "compatibles" 31 834 analyses disponibles 15 382 analyses retenues

32

64

Service Géologique Régional Aquitaine 47 > 22 Potentialités aquifères du Plio-Quaternaire

Détermination du ou des aquifères captés en fonction de la profondeur de l’ouvrage (hypothèse : l’ouvrage capte sur toute sa hauteur)

> 43 Qualitomètres « simples »

• 14 dans le Sable des Landes • 9 dans Onesse / Belin / Castets • 1 dans Arengosse mais aucune analyse ! • 1 dans les Glaises bigarrées • 16 dans les Sables fauves • 2 dans le substrat miocène

> 35 Qualitomètres « complexes »

Service Géologique Régional Aquitaine > 23 Potentialités aquifères du Plio-Quaternaire 32 -> 14 ouvrages 33 -> 2 ouvrages 40 -> 58 ouvrages 47 -> 4 ouvrages 64 -> 0 ouvrages

TOTAL = 78 ouvrages

Valeurs moyennes

Calcium = 58 mg/l Chlorures = 38 mg/l Cond. 25 °C = 445 µS/cm Fer = 1,1 mg/l Fluor = 0,8 mg/ HCO3- = 178 mg/l Magnésium = 5 mg/l Manganèse = 0,07 mg/l Nitrates = 11 mg/l pH = 7,4 Potassium = 2 mg/l Potentiel redox = 73 mV Silice = 14 mg/l Sodium = 25 mg/l Sulfates = 10 mg/l Température = 14,7 °C Service Géologique Régional Aquitaine > 24 Potentialités aquifères du Plio-Quaternaire

Détermination du ou des aquifères captés en fonction de la profondeur de l’ouvrage (hypothèse : l’ouvrage capte sur toute sa hauteur)

> Méthode manuelle • localisation forage sur cartes et position par rapport aux forages de référence

> Méthode automatique •en fonction des côtes données par le modèle

concordance

Service Géologique Régional Aquitaine > 25 Potentialités aquifères du Plio-Quaternaire

Traitement des données

> Moyennes des résultats à partir des données des Qualitomètres simples

• pH a priori plus faible dans l’aquifère A1 (Onesse / Belin / Castets / Sable Landes) • teneurs en HCO3 et Ca plus fortes dans les Sables Fauves (SF)

• aquifère A0 (dunes et alluvions) logiquement plus riches en Na, Cl, SO4, Mg (influence par les embruns) • teneurs en nitrates importantes dans les Sables Fauves -> sources du Gers (moyenne maxi = 58 mg/l) • teneurs en fer et manganèse a priori beaucoup plus importantes dans les aquifères superficiels que dans les Sables Fauves • teneur en fluor plus importante dans les SF que dans les autres aquifères • teneur en silice dissoute un peu plus faible dans les SF que dans les autres aquifères Service Géologique Régional Aquitaine > 26 Potentialités aquifères du Plio-Quaternaire

Traitement des données

> ACP

• méthode statistique (analyse factorielle) adaptée pour mettre en évidence des corrélations entre les paramètres et entre les observations d’une matrice de données

• sélection des 43 qualitomètres simples -> 39 retenus (pas d’analyse sur 2 d’entre eux, 2 points « tirant les axes »)

• plusieurs essais -> finalement, seuls les ions majeurs (+ le fer) ont été retenus pour réaliser l’analyse

• axes 1 et 2 : n’expliquent que 65.7 % de la variance, 3 groupes de paramètres

Service Géologique Régional Aquitaine > 27 Potentialités aquifères du Plio-Quaternaire

Traitement des données

> ACP (suite)

Vieux-Boucau • A0 : Dunes et SDL Aquifères superficiels Fortes teneurs en fer • A1 : Castets/Belin/Onesse Hossegor • GB : Glaises bigarrées Pollution ou influence océan • A3 : Sables fauves Blanquefort

• substratum : Lit et Mixe

Discrimination possible Pôle substratum de plusieurs types d’eaux mais Sources du Gers influence des conditions HCO3, Ca et NO3 élevées environnementales Service Géologique Régional Aquitaine > 28 Potentialités aquifères du Plio-Quaternaire CONCLUSIONS > Année 1 • Compréhension géologique actualisée du triangle landais. • Base de données disponible et testée par les premiers scénarii de simulation (coupes et cartes). • Première caractérisation des ensembles aquifères.

> Année 2

• Modélisation 3D : affinage du modèle (géométrie, nombre de couches plus important ?) et évaluation des ressources (volumes). • Poursuite de la caractérisation des aquifères : paramètres hydrodynamiques, relations nappes/rivières, influence des prélèvements sur les niveaux aquifères, intégration de nouvelles données qualité (nouveaux forages, études locales,…). • Mise en place d’un réseau de suivi quantitatif. • Recommandations besoins/ressources. • Synthèse. Service Géologique Régional Aquitaine > 29