Banque Régionale de l’Aquifère Rhénan (BRAR) Rapport intermédiaire sur les travaux réalisés en 2012

BRGM/RP-61967-FR Janvier 2013

S. Urban

Étude réalisée dans le cadre des opérations de Service public du BRGM.

Ce document a été vérifié par : Allier, Delphine date : 04/02/2013

Approbateur : Nom : A.-V. Barras Date : 19/02/2013 Signature :

Le système de management de la qualité et de l’environnement est certifié par AFNOR selon les normes ISO 9001 et ISO 14001.

Mots clés : , Plaine d’Alsace, SIGES, aquifère rhénan, Epfig, Dambach la Ville, Fossé de Sierentz

En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante :

Urban S. (2013) – Banque Régionale de l’Aquifère Rhénan (BRAR), Rapport intermédiaire sur les travaux réalisés en 2012. Rapport BRGM/RP-61967-FR, 24 p., 10 fig.

© BRGM, 2013, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l’autorisation expresse du BRGM.

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Synthèse

Le programme 2011-2014 de la Banque Régionale de l’Aquifère Rhénan (BRAR), cofinancée par la Région Alsace, l’Agence de l’Eau Rhin-Meuse (AERM) et le BRGM, s’inscrit dans la continuité des exercices pluriannuels précédents. La convention a été signée le 17 octobre 2011. Aussi c’est en 2012 que ce programme a réellement débuté. Cette première année a été consacrée à quatre activités :

1. intégration régulière de nouvelles données ponctuelles à partir des déclarations de forages sur l‘emprise de la nappe d’Alsace et les aquifères associés ; 2. renouvellement du site internet BRAR sur la base de la conception des SIGES du BRGM ; 3. étude préliminaire de la zone de bordure Epfig-Dambach-la-Ville ; 4. exploitation des données de suivi piézométrique de l’APRONA concernant la bordure orientale du Sundgau dans le Fossé de Sierentz.

Le bilan annuel de la première tâche qui est une action qui se déroulera pendant la totalité du programme est le suivant :en 2012, 50 ouvrages ont fait l’objet d’une mise en forme de leurs données géologiques techniques et hydrogéologiques. Les coupes géologiques et techniques qui en découlent ont été mises en ligne dans le site BRAR.

Une proposition de refonte du site internet BRAR a été soumise à la Région Alsace. Les discussions n’ont pu aboutir en 2012 à définir les éléments d’information et les rubriques qui constitueront le nouveau site. Cette action se prolongera donc en 2013.

Les deux dernières tâches répondent à l’objectif d’études hydrogéologiques des zones de bordure de la nappe d’Alsace qui couvre les trois années de programmation.

A la demande de la mission d’animation-coordination pour la protection des eaux souterraines (voir www.mission-eau-alsace.org) dans le secteur d’Epfig / Dambach-la- ville, le BRGM a identifié, sur la base de coupes géologiques, des zones aquifères particulières de ce secteur. Ces éléments d’information serviront à programmer un an de suivi piézométrique. Ce suivi piézométrique sera réalisé par l’APRONA qui communiquera ultérieurement les résultats au BRGM pour une synthèse hydrogéologique de cette zone de bordure.

L’APRONA a communiqué au BRGM les résultats du suivi piézométrique de la bordure orientale du Sundgau dans le Fossé de Sierentz (période de janvier 2011 à juin 2012). Une première exploitation de ces résultats se présente sous la forme de deux cartes piézométriques interpolées caractéristiques des périodes hautes-eaux et basse-eaux durant la période d’observation. La comparaison avec les courbes piézométriques de la nappe d’Alsace pour les années 1991 et 2009 de l’APRONA montre des divergences avec les interpolations réalisées. Le travail d’exploitation des données piézométriques se poursuivra en 2013 en collaboration avec l’APRONA.

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Sommaire

1. Contexte et objectifs ...... 7

2. Données ponctuelles ...... 7

3. Site internet ...... 10 3.1. CONTEXTE ET OBJECTIFS ...... 10 3.2. PERSPECTIVES ...... 11

4. Etude de la zone de bordure Epfig – Dambach La Ville ...... 11 4.1. CONTEXTE ET OBJECTIFS ...... 11 4.2. PROFILS GEOLOGIQUES ...... 13 4.2.1. Profil ouest – est à Epfig ...... 15 4.2.2. Profil nord –sud entre Epfig et Dambach La Ville...... 16 4.2.3. Profil ouest – est à Dambach la Ville ...... 17 4.3. PERSPECTIVES ...... 18

5. Synthèse du suivi piézométrique en bordure du Sundgau ...... 18 5.1. CONTEXTE ET OBJECTIFS ...... 18 5.2. CARTES ISOPIEZES ...... 19 5.3. PERSPECTIVES ...... 22

6. Conclusion...... 23

7. Bibliographie ...... 24

Liste des figures et/ou tableaux

Figure 1 – Exemple de données ponctuelles enregistrées en 2012 ...... 8 Figure 2 – Répartition des données ponctuelles – état décembre 2012...... 9 Figure 3 – Page d’accueil du SIGES – Nord – Pas de Calais ...... 10 Figure 4 – Carte géologique du secteur Epfig – Dambach-la-Ville avec la localisation des profils réalisés ...... 14 Figure 5 – Coupe géologique Ouest – Est ; Epfig, colline de Fronholtz (haut : échelle des altitudes exagérée ; bas : géométrie réelle) ...... 15 Figure 6 – Coupe géologique Nord – Sud ; entre Epfig et Dambach-la Ville, colline du Plettig (haut : échelle des altitudes exagérée ; bas : géométrie réelle) ...... 16 Figure 7 – Coupe géologique Ouest – Est ; Dambach-la Ville, Rapport BRGM 1987 ...... 17 Figure 8 – Cartes isopièzes « Basse eaux » (carte de gauche) et « Hautes eaux » (carte de droite) du secteur d’étude, vue d’ensemble ...... 20

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Figure 9 – Cartes isopièzes « Basse eaux » et « Hautes eaux » interpolation dans la partie sud du secteur d’étude...... 21 Figure 10 – Cartes isopièzes « Hautes eaux », situation interpolée au droit de l’aéroport de Bâle – Mulhouse ...... 22

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1. Contexte et objectifs

La Banque Régionale de l'Aquifère Rhénan (BRAR) a été créée par la direction régionale Alsace du BRGM, sous maîtrise d’ouvrage de la Région Alsace, dans l'objectif de disposer d'un outil permettant de stocker et diffuser les données sur l'aquifère non prises en compte dans la Banque du sous-sol (BSS). La BSS est une banque nationale gérée par le BRGM dans le cadre de sa mission d’appui aux politiques publiques de collecte et diffusion des connaissances sur le sous-sol du territoire. La BRAR a été développée dans le cadre de trois conventions de partenariat successives (1994-1999, 2003-2006 et 2008-2010) entre la Région Alsace et le BRGM. Le financement était assuré à 50 % chacun par la Région Alsace (au titre des Contrats de Nappe d’Alsace, cofinancés à 50% par la Région Alsace et à 50% par l'Agence de l'Eau Rhin-Meuse) et par le BRGM sur sa dotation de service public.

Une nouvelle convention a été signée entre la Région Alsace et le BRGM le 17 octobre 2011 afin de poursuivre le développement de la BRAR pour les années 2011 à 2014, notamment par l'intégration de nouvelles données ponctuelles, par une refonte du site internet assurant la communication et l’utilisation des données et par une meilleure connaissance du fonctionnement hydrogéologique de la frange de l’aquifère Rhénan qui longe les Vosges et le Sundgau (« zones de bordure »).

Le présent rapport technique fait le point sur les travaux réalisés au cours de l'année 2012.

2. Données ponctuelles

Parmi les ouvrages enregistrés par le BRGM, dans le cadre de sa mission nationale de mise à jour de la Banque de Données du Sous-Sol, certains ouvrages font l’objet d’une mise en forme détaillée des informations collectées. Il s’agit d’ouvrages situés sur l’emprise de la nappe d’Alsace et des secteurs limitrophes dont les informations associées sont particulièrement riches. Les informations acquises constituent ainsi des données ponctuelles, spécifiques à la BRAR.

La mise en forme de ces données se traduit essentiellement par la réalisation de coupes géologiques et techniques de l’ouvrage accompagnée d’information telles que la profondeur d’eau rencontrée lors de la création de l’ouvrage voire les résultats de pompages d’essai. La Figure 1 présente une fiche d’ouvrage renseignée dans le cadre de l’exercice 2012.

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Figure 1 – Exemple de données ponctuelles enregistrées en 2012

En 2012, 50 ouvrages ont fait l’objet d’une mise en forme de leurs données géologiques techniques et hydrogéologiques. Les informations ponctuelles réparties sur l’aire de la nappe d’Alsace et des secteurs limitrophes associés (Pliocène d’ et Sundgau) totalisent ainsi 398 enregistrements (Figure 2).

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Figure 2 – Répartition des données ponctuelles – état décembre 2012

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3. Site internet

3.1. CONTEXTE ET OBJECTIFS

Le dernier programme d’actions 2011 – 2013 ou 2014 reprend les préconisations du précédent programme qui prévoyait la réalisation d’une nouvelle version du site actuel (http://brar.brgm.fr/). La nouvelle version doit contenir des informations issues des précédents programmes de travail telles que la carte des formations superficielles.

En accompagnement des informations mises en ligne, ce site devrait s’enrichir d’une présentation générale de la nappe d’Alsace et de ses caractéristiques. Un lexique terminologique explicitant le vocabulaire scientifique utilisé dans la présentation ainsi que dans les présentations cartographiques et/ou dans les données ponctuelles complétait ce travail didactique.

Enfin une version allemande rendant le site accessible à un utilisateur germanophone a été prévue.

A l’origine, la nouvelle conception graphique du site qui avait été esquissée lors du précédent programme s’appuyait largement sur celle déjà existante. Cette ligne de conception graphique n’a cependant pas été poursuivie.

En effet entre-temps la direction des systèmes d’information du BRGM a développé un modèle conceptuel associé à une charte graphique applicable à l’ensemble des Systèmes d’information sur les Eau souterraines développés par les régions (Système d’Information et de Gestion des Eaux Souterraines, SIGES). Ce modèle conceptuel se distingue par sa facilité de gestion et son interface conviviale. De plus il permet de concevoir des sites répondant aux normes d’accessibilité concernant les déficiences sensorielles ou motrices. Dans un esprit d’homogénéité pour l’ensemble du territoire national, il a été décidé d’utiliser ce modèle pour la refonte du site BRAR actuel.

Figure 3 – Page d’accueil du SIGES – Nord – Pas de Calais

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Cependant pour des raisons de continuité avec le précédent site, il a été convenu après concertation entre la Région Alsace, l’Agence de l’Eau Rhin-Meuse et le BRGM de conserver la même aire d’étude. Le SIGES appliqué à la BRAR ne s’étendra pas à la Région dans sa surface totale mais ne concernera que l’aire couvrant la Nappe d’Alsace, le Pliocène d’Haguenau et le Sundgau. Certains aspects didactiques inhérents aux autres SIGES ne seront pas retenus : information géologique ou législatives, système de veille d’information (actualités).

3.2. PERSPECTIVES

Les échanges entre les trois partenaires – Région, Agence de l’Eau et BRGM - ont abouti à définir quelques rubriques a minima qui intégreraient l’ensemble des informations du site BRAR existant en l’enrichissant des informations acquises. Cependant en l’absence de consensus définitif le travail n’a pu être démarré que courant 2012. Ces travaux se poursuivront donc en 2013. Les informations mises en ligne sur le nouveau site concerneront uniquement la nappe phréatique rhénane.

En parallèle, le BRGM Lorraine a débuté pour le compte de l’Agence de l’Eau Rhin – Meuse la création d’un SIGES de Bassin Rhin – Meuse englobant les régions Alsace et Lorraine. Afin d’éviter un doublement des informations entre un futur SIGES « BRAR » spécifiquement consacré à la Nappe d’Alsace et ce dernier SIGES, il a été convenu d’intégrer à l’intérieur du SIGES de bassin un système de liens renvoyant vers le SIGES BRAR : toute recherche d’information spécifique concernant la nappe d’Alsace aiguillera l’utilisateur du SIGES de Bassin vers l’information adéquate sur le nouveau site de la BRAR.

4. Etude de la zone de bordure Epfig – Dambach La Ville

4.1. CONTEXTE ET OBJECTIFS

Le secteur concerné se trouve à une quarantaine de kilomètres de . Il englobe les communes d’Epfig au Nord et de Dambach la Ville au Sud. La limite ouest est constituée par le massif vosgien. Cette zone de bordure de la Plaine d’Alsace est caractérisée par la succession d’Ouest en Est de trois entités géologiques : les Vosges cristallines, les collines sous-vosgiennes et les alluvions plio-quaternaires de la Plaine d’Alsace.

D’un point de vue hydrogéologique, il s’agit d’un secteur complexe où les apports d’eau issus du massif vosgien s’ajoutent à ceux des aquifères des collines sous-vosgiennes pour finalement alimenter la nappe phréatique. A l’Est des deux villages, des ouvrages hydrauliques captent la nappe d’Alsace dans sa partie naissante. Celle-ci s’écoule globalement d’Ouest en Est.

Depuis les années 1980, une pollution chronique liée aux nitrates affecte les eaux souterraines du secteur et plus particulièrement les captages d’eau potable. Après l’étude de 1987 du BRGM (Rapport BRGM/87-SGN-644-ALS) concernant le captage en aval de Dambach la Ville, un rapport réalisé par le Bureau d’études Gemmes (2001) concernant cette fois les deux communes propose un bilan des connaissances sur les

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pressions ainsi que sur les caractéristiques pédologiques, géologiques et hydrogéologiques.

Par ailleurs, depuis 2002, le secteur de Dambach-La-Ville / Epfig fait l’objet d’une mission d’animation-coordination pour la protection des eaux souterraines (voir www.mission-eau-alsace.org). Cette action locale est cofinancée par l’Agence de l’Eau Rhin-Meuse et la Région Alsace ; elle est portée par le Syndicat des Eaux et de l’Assainissement du Bas-Rhin (SDEA).

Selon la Mission d’animation, « Les captages d’alimentation en eau potable de Dambach la ville (Forage n°1 : 03077X0009, Forage n°2 : 03077X0010) et Epfig (0307- 4x-0005) ont des teneurs en nitrates élevées (supérieures à 50 mg/l) depuis de nombreuses années en lien avec l’activité agricole et viticole du secteur. L’absence d’assainissement a aussi pu, à une époque, être responsable d’une partie des apports de nitrates. Les pratiques des agriculteurs et viticulteurs ont considérablement évolué depuis une quinzaine d’années : meilleur ajustement des doses d’azote, fractionnement des apports, enherbement des vignes. Le raccordement aux réseaux d’assainissement collectif est quasiment total dans ce secteur ».

En 2012, le bureau d’étude Asconit a réalisé à la demande de la mission d’animation- coordination une campagne de prélèvements afin de produire un bilan actualisé de la pollution en nitrates du secteur après le rapport d’étude de 2001.

Les objectifs opérationnels de la campagne de prélèvement et d’analyse menée par ASCONIT ont été:

 de refaire un état de la qualité (paramètre nitrate) des eaux souterraines et superficielles précis de cette zone ;  d’analyser l’évolution dans le temps des teneurs en nitrates et de la mettre en parallèle avec l’évolution des pratiques agricoles, viticoles et de l’assainissement.

Le rapport (ASCONIT 2012) fait état d’améliorations avec une réduction des teneurs en nitrates des eaux souterraines par rapport à la situation précédemment décrite par le rapport de GEMMES 2001. Cependant « les efforts et les améliorations apportées à l’assainissement et aux pratiques agricoles et viticoles peinent à se faire sentir sur les captages suivis régulièrement… ». Si, selon le rapport, il reste impossible de dire quelles actions ou quels facteurs ont été prépondérants dans la baisse des teneurs, celles-ci ont cependant globalement baissé depuis 2000 suite aux efforts consentis depuis une vingtaine d’années pour réduire les flux de nitrates entrants dans les nappes.

Le programme BRAR 2011 - 2014 prévoit la réalisation d’études ciblées sur les zones de bordure de la nappe d’Alsace. Conjointement, l’APRONA, dans le cadre de ses objectifs de suivi des zones de bordures doit réaliser un suivi (quantité) par an. En ce qui concerne le secteur Dambach-La-Ville, il a été décidé lors de la réunion du 13 juin 2012 que le BRGM réaliserait au second semestre 2012 une synthèse préliminaire du contexte géologique et hydrogéologique à l’aide de profils géologiques. L’APRONA s’appuierait sur ces résultats préliminaires afin d’établir le réseau piézométrique pour une année d’observation du secteur. Les données résultant de ce suivi seraient ensuite transmises au BRGM. A l’aide des données collectées et des informations existantes, le BRGM réalisera une synthèse hydrogéologique du secteur en 2014.

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4.2. PROFILS GEOLOGIQUES

Afin de cerner la structure géologique et hydrogéologique générale du secteur trois profils ont été utilisés. Deux d’entre eux ont été réalisés (profil Ouest – Est à Epfig et Profil Nord –Sud entre Epfig et Dambach La Ville) en 2012. Le troisième (Profil ouest – est à Dambach la Ville) est issu du rapport BRGM 87 SGN 344 ALS de 1987 « Origine des nitrates au forage AEP de Dambach-La-Ville n° 307-7-10 ».

Les informations géologiques utilisées dans la

Figure 4 sont issues des couches SIG vectorisées de la carte géologique de la feuille de Sélestat (carte géologique au 1/50 000 N° 307). La majeure partie de la surface est occupée par des formations superficielles du quaternaire de la plaine d’Alsace en bordure du massif Vosgien : dépôts de Piedmont, dépôts de solifluxion, cône de déjection, accumulations fluviatiles, alluvions (carte et notice de la carte géologique de Sélestat). La taille des matériaux est très variable selon les formations rencontrées (blocs, galets, formation sablo-argileuse).

Des formations, d’âge Oligocène à Pliocène, affleurent sur les collines du Fronholtz à l’Ouest d’Epfig et du Plettig au Sud-Est de Dambach-La-Ville. De bas en haut, on distingue :

 une molasse sableuse et des marnes (Oligocène, Chattien) constituant le soubassement des collines ;  des argiles sableuses blanches (Pliocène argileux) ;  une couche horizontale de sable blanc micacé non calcaire (Pliocène sableux).

Sur la colline du Fronholz, cette série est surmontée par des alluvions anciennes vosgiennes et une formation superficielle de lœss-lehm.

Que ce soit en plaine ou sur les collines, les formations composées d’éléments de taille allant des blocs au sable sont considérées comme perméables et à ce titre comme potentiellement aquifères. Les formations à composition dominante limoneuse, argileuse ou marneuse sont estimées imperméables et donc aquitardes. Bien qu’il n’existe pour l’instant aucune description précise du comportement hydrogéologique de ce secteur, l’écoulement des eaux souterraines est estimé s’effectuant globalement du massif vosgien à l’Ouest vers la nappe Rhénane à l’Est (BRGM 1987, GEMME 2001).

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Figure 4 – Carte géologique du secteur Epfig – Dambach-la-Ville avec la localisation des profils réalisés

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4.2.1. Profil ouest – est à Epfig

En complément des informations cartographiques, ce profil géologique simplifié (Figure 5) a été élaboré à partir :

 à l’Est des données du puits agricole 03074X0007/F creusé dans des terrains lœssiques jusqu’ 6,4 mètres de profondeur. Le niveau d’eau capté a été mesuré à environ 0,5 mètres de profondeur en 1970 ;

 de deux forages (03073X0105/S1 et 03073X0106/S2) situés sur le flanc ouest de la colline. Le forage S2 profond de 9 m indique la présence de marnes bleues sous 6,3 mètres d‘épaisseur de formations superficielles. A une soixantaine de mètres au sud-ouest de S2, le forage S1 atteint 20 mètres de profondeur. Une couche de marnes gris-bleu est atteinte à environ 12 mètres de profondeur. De par leurs couleurs, ces marnes peuvent être assimilées à la formation sous-jacente à la molasse du Chattien : les marnes à foraminifères du Rupélien.

Figure 5 – Coupe géologique Ouest – Est ; Epfig, colline de Fronholtz (haut : échelle des altitudes exagérée ; bas : géométrie réelle)

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D’un point de vue hydrogéologique, on peut distinguer deux ensembles :

 une série de formations perméables situées sur la colline de Fronholz. Cette série se compose du Pliocène sableux et des alluvions anciennes vosgiennes. La série repose sur la formation du Pliocène, argileuse et est recouverte à l’Est par un horizon lœssiques. Le pendage des couches est de l’ordre de quelques degrés vers l’Est/ Nord-Est ;

 Les formations superficielles situées à l’ouest de la colline et que l’on peut associer à la vallée où s’écoule le ruisseau de la Schernetz.

4.2.2. Profil nord –sud entre Epfig et Dambach La Ville

Ce second profil géologique simplifié (Figure 6) part du flanc sud de la colline du Fronholz pour traverser la vallée où s’écoule le ruisseau de la Schernetz pour couper la colline du Plettig où l’on retrouve les formations du Pliocène de la colline du Fronholtz. Plus au sud, le profil traverse une topographie subhorizontale où affleurent des formations superficielles sans qu’il soit possible de déterminer leur profondeur. On note juste un point à quelques 700 mètres au sud-ouest de la colline du Plettig et à environ 500 mètres à l’ouest du profil où affleurent sur moins d’un hectare des marnes et des grès de l’Oligocène et du Pliocène qui devraient constituer en partie le soubassement de ces formations superficielles.

Figure 6 – Coupe géologique Nord – Sud ; entre Epfig et Dambach-la Ville, colline du Plettig (haut : échelle des altitudes exagérée ; bas : géométrie réelle)

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L’intérêt majeur de ce profil est de mettre en évidence un décalage entre les séries pliocènes des collines du Fronholtz et du Plettig situées de part et d’autre de la vallée de la Schernetz. Ce décalage laisse supposer la présence d’une faille dans la vallée ayant provoquée un rejet d’environ 50 mètres. La différence entre les échelles horizontale et verticale donne l’impression d’un fort pendage des couches. En réalité celui-ci n’est que de quelques degrés.

La vallée de la Schernetz est occupée par des alluvions récentes susceptibles de contenir une nappe d’accompagnement du cours d’eau. Au sud de la colline se succèdent différentes formations superficielles (dépôts de solifluxion, formations d'épandage de piedmont, formations alluvionnaires) estimées perméables. Le piézomètre 03077X0123/PZ2 situé au sud du profil a une profondeur de 13 mètres. Après deux mètres de limons argileux, il traverse une succession de couches composées essentiellement de sables et de graviers. En fin de forage en 1986, un niveau d’eau stable a été mesuré à 12 mètres de profondeur. Cet ouvrage est également signalé sur le profil BRGM de 1987 ci-dessous par le n°123.

4.2.3. Profil ouest – est à Dambach la Ville

Le profil Ouest – Est (Figure 7) provient du rapport BRGM 87 SGN 344 ALS (1987).

Figure 7 – Coupe géologique Ouest – Est ; Dambach-la Ville, Rapport BRGM 1987

Selon le rapport BRGM de 1987, la partie ouest est composée de formations du Piedmont, d’éboulis de pente ou de cailloutis de cône de déjection. Ces formations superficielles couvrent un substratum composé de terrains secondaires et tertiaires.

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Les alluvions plio-quaternaires rhénanes débutent à l’est (à l’Est du chemin en remblai dans le profil). Le contact latéral avec les formations de piedmont donne lieu à des inter stratifications. La puissance de cette formation passe progressivement de 5 - 10 mètres à ce contact à 40 – 50 mètres à l’Est dans la plaine. Les alluvions reposent sur les terrains marneux de l’Oligocène. Une illustration cartographique du rapport fait remonter à l’ouest les alluvions jusqu’à l’ouest de l’ouvrage noté 126 sur le profil (03077X0126/PZ5). Ce piézomètre 03077X0126/PZ5 a une profondeur de 13,5 mètres. Après un mètre d’argile, il traverse trois couches composées essentiellement de sables et de graviers sans atteindre un substratum. En fin de forage en 1986, un niveau d’eau a été mesuré à 12 mètres de profondeur. Il semble donc exister une nappe superficielle qui remonterait à l’ouest de cet ouvrage. Cette hypothèse est en accord avec la limite d’extension de la nappe estimée par l’APRONA à cet endroit et que l’on peut positionner sur le profil à environ 250 mètres à l’ouest du chemin de fer.

4.3. PERSPECTIVES

Trois éléments d’interprétation ont été retenus afin dans un premier temps de permettre à l’APRONA de programmer sa prochaine campagne de suivi piézométrique du secteur :

1. L’existence sur la colline du Fronholtz d’une entité potentiellement aquifère susceptible d’alimenter ponctuellement le puits 03074X0007/F et d’une manière générale la nappe des alluvions rhénanes située en aval vers l’Est. 2. La présence possible d’une nappe d’accompagnement du ruisseau du Schernetz passant entre les collines du Fronholtz et du Plettig. Cette nappe locale alimenterait également la nappe des alluvions rhénanes, 3. L’existence d’une nappe superficielle proche de la bordure du massif vosgien à proximité de Dambach-la-Ville qui est assimilée avec le début de la nappe des alluvions rhénanes.

A la présentation de ces résultats, l’APRONA a programmé le suivi l’ensemble des ouvrages disponibles de l’aire d’étude mais aussi la réalisation en 2013 de deux nouveaux ouvrages pour un suivi piézométrique pérenne : un sur la colline du Fronholtz et un autre dans la vallée de la Schernetz. Les résultats de la campagne piézométrique seront transmis au BRGM afin de réaliser une interprétation hydrogéologique fine de l’aire d’étude.

5. Synthèse du suivi piézométrique en bordure du Sundgau

5.1. CONTEXTE ET OBJECTIFS Au Sud de Mulhouse, la nappe alluviale rhénane prend l’allure d’un couloir s’insérant entre les collines du Sundgau et les contreforts du massif de la Forêt Noire. D’une largeur variant entre 2 à 10 km et d’une longueur d’environ 25 km, cet espace est désigné sous le terme de Fossé de Sierentz. Cette extrémité sud de la Plaine d’Alsace se caractérise par un aquifère relativement peu épais, de l’ordre quelques dizaines de mètres en diminuant vers la bordure du Sundgau. Le soubassement est constitué par

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les marnes oligocènes. Cette nappe est sujette à de fortes valeurs de battement pouvant atteindre 10 mètres. Ces quelques éléments rendent sensibles le choix d’un nouveau captage pérenne. Le comportement de cette zone est hydrogéologiquement complexe. Dans un espace relativement contraint la nappe phréatique subit deux influences latérales : celle du Rhin et du système de canaux associés à l’Est et celle des apports du Sundgau à l’Ouest. L’apport en eau de recharge du Sundgau au Fossé est double : celui des cours d’eau qui en débouchant dans la Plaine s’infiltrent intégralement au bout de quelques kilomètres et celui des flux d’eau souterraines provenant des multiples aquifères de la bordure orientale du Sundgau. Les relations hydrogéologiques entre la bordure orientale du Sundgau et de la nappe rhénane naissante constitue un enjeu qui dépasse la simple amélioration de la connaissance hydrogéologique au niveau local. En effet, cette frange de la nappe rhénane est soumise à l’impact de fortes pollutions en nitrates et phytosanitaires provenant du Sundgau. Une meilleure connaissance de ces interactions permettrait de mieux cibler les futures actions préventives à l’amont hydrogéologique.

Dans un premier temps, la Région Alsace a demandé à l’APRONA de réaliser un suivi piézométrique de cette frange ouest de la nappe en constituant un réseau de mesure spécifique. Celui-ci s’est constitué de 29 points couvrant une aire d’environ 60 km². Les mesures régulières (fréquences journalières ou mensuelles selon les points de mesures retenus par l’APRONA) se sont déroulées du 01/01/2011 au 06/06/2012, incluant ainsi plus d’une année hydrologique.

Les données ainsi collectées ont été transmises par l’APRONA au BRGM. Ces données ont exploitées afin de pouvoir cerner les influences et le comportement hydrodynamique de la nappe dans cette zone. Une première synthèse des résultats est présentée ci-dessous.

5.2. CARTES ISOPIEZES

A partir des données journalières ou mensuelles, il est possible de réaliser à minima des cartes piézométriques mensuelles couvrant la zone. Dans un premier temps, deux cartes ont été réalisées représentant l’allure de la nappe à son plus bas et son plus haut niveau durant la période de mesures.

Afin d’optimiser la réalisation de ces cartes pour sa partie sud, des données piézométriques supplémentaires provenant du suivi des installations de l’Aéroport Bâle – Mulhouse ont été aimablement communiquées par le Responsable du suivi environnemental de l'EuroAirport.

La construction des lignes isopièzes à partir des mesures ponctuelles a été réalisée à l’aide d’une méthode d’interpolation retenue par le BRGM pour la reconstitution d’une surface piézométrique (Rapport BRGM/80-SGN-117-HYD). La méthode mathématique « spline » utilisée est couramment employée dans les problèmes d’interpolation. Cette application fait partie des outils du logiciel SIG Arc-Map.

Les niveaux les plus bas pour l’ensemble des piézomètres ont été mesurés en novembre 2011 (29/11/2011). Les niveaux les plus hauts ont été mesurés en février

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2011 (15/02/2011). Les cartes réalisées représentent ainsi les régimes « Basse eaux » et « Hautes eaux » de la période d’observation.

L’interpolation correspondant au régime de basses eaux est comparée à la cartographie isopièzes de la nappe d’Alsace dite « de Basses Eaux » sur toute son extension réalisé par l’APRONA pour l’année 1991 (Figure 8, carte de gauche). Pour l’interpolation correspondant au régime de hautes eaux, la comparaison est effectuée avec l’interprétation dite « de moyenne eaux » réalisée par l’APRONA pour l’année 2009 (Figure 8, carte de droite).

Figure 8 – Cartes isopièzes « Basse eaux » (carte de gauche) et « Hautes eaux » (carte de droite) du secteur d’étude, vue d’ensemble

L’interpolation dans la partie nord du secteur pour chacune des deux périodes est globalement comparable avec l’allure des courbes isopièzes issues des interprétations pour les années 1991 et 2003. A la limite nord de cette partie apparaissent des divergences. Celle –ci est dû au fait que l’extrapolation réalisée n’a pas pris en compte les points existants hors de la zone d’étude. Une nouvelle extrapolation englobant les mesures limitrophes devrait permettre de réduire cette différence.

En revanche la partie sud du secteur montre des divergences importantes (Figure 9) pour les deux périodes interpolées.

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Figure 9 – Cartes isopièzes « Basse eaux » et « Hautes eaux » interpolation dans la partie sud du secteur d’étude

On observe notamment à l’ouest de Blotzheim un rabattement ponctuel de la nappe. Comme le montre la Figure 10, au moins deux captages se situent dans le rabattement interpolé. Il s’agit du captage de secours AEP de l’aéroport au nord (04454X0001/P1) et d’un ouvrage à vocation géothermique (04458X0044/CLIM) au sud. Il est donc possible que le pompage des eaux souterraines par ces deux ouvrages participe à la constitution d’un cône de rabattement. Il reste à vérifier les modalités de fonctionnement de ces deux captages et si d’autres captages en activité n’existent pas à proximité. L’interpolation devra ultérieurement prendre en compte les informations acquises pour ajuster l’allure du rabattement.

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Figure 10 – Cartes isopièzes « Hautes eaux », situation interpolée au droit de l’aéroport de Bâle – Mulhouse

La limite sud de la partie sud (voir Figure 9) présente également des divergences avec les courbes piézométriques de référence 1991 et 2009. Comme pour la partie nord, il est possible, qu’en tenant compte des données piézométriques issues de points d’observation voisins la zone d’étude, c’est-à-dire ici situés en Suisse, on réduise ces divergences de bordure.

5.3. PERSPECTIVES

Les interpolations réalisées sont à améliorer en utilisant des données extérieures au secteur et en fonction des informations concernant les conditions de production des captages situés dans l’emprise de l’aéroport Bâle Mulhouse. Un travail de concertation avec l’APRONA devra permettre en 2013 de valider une interprétation piézométrique fine du secteur qui soit complémentaire à celle réalisée à l’échelle de la nappe d’Alsace au cours des années 1991 et 2009.

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6. Conclusion

Le travail réalisé en 2012 a permis de consolider les informations ponctuelles concernant la structure de l’aquifère rhénan par l’enregistrement de coupes géologiques et techniques remarquables. La refonte du site internet BRAR suivant les nouveaux SIGES a été reportée en 2013 Les informations mises en ligne sur le nouveau site concerneront uniquement la nappe phréatique rhénane.

Une première interprétation géologique et hydrogéologique du secteur d’Epfig / Dambach-la-Ville a fourni les éléments d’information nécessaires à l’APRONA pour programmer sa future campagne de suivi piézométrique de cette zone de bordure de l’aquifère rhénan.

Enfin, le fossé de Sierentz est un secteur au sud de l’aquifère rhénan dont le comportement hydrogéologique est complexe. Afin de mieux cerner cette situation, l’APRONA a réalisé un suivi piézométrique pour une période d’une année et demi sur ce secteur. Les données acquises ont été transmises au BRGM pour interprétation. Une interpolation spatiale a permis de produire deux cartes piézométriques, une carte représentative d’une période de basses eaux et l’autre carte d’une période de hautes eaux. Celles-ci présentent des similitudes et des divergences avec les cartes piézométriques réalisées par l’APRONA en 1991 et 2009 à l’échelle de la nappe d’Alsace. Avant cependant de faire l’objet d’une communication définitive, ces deux cartes locales doivent être affinées en fonction de données complémentaires.

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7. Bibliographie

Crochet P. (1980) – Etude comparative de divers programme d’interpolation en vue de la reconstitution d’une surface piézométrique. Rapport final BRGM/80-SGN-117-HYD, 67 p.

Rinck G. et Risler J.J. (1987) – SIVOM du Bernstein et de l’Ungersberg / Origine des nitrates au forage AEP de Dambach-la-Ville n° 307-7-10. Rapport BRGM/87-SGN-644- ALS

Kam-Larqué M. (2000) – Communauté de communes du Bernstein et de l’Ungersberg / Définitions d’actions pour l’amélioration de la qualité des eaux des puits de Dambach –la-Ville et d’Epfig ; Diagnostic sur la contamination par les nitrates. Rapport définitif

Sélestat : Carte géologique BRGM 1/50 000 n° 307 & notice explicative

ASCONIT (2012) – Qualité de l’eau superficielle pour le paramètre nitrate / Secteur de Dambach-la-Ville et Epfig

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