Octobre 1990 R 31525 Cha 4S 90 Alimentation En Eau Potable
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BRGM L'ENTREPRISE AU SERVICE DE LA TERRE OCTOBRE 1990 R 31525 CHA 4S 90 ALIMENTATION EN EAU POTABLE DE CHALONS-SUR-MARNE SITUATION DES RESSOURCES EN EAU ET RESSOURCES POTENTIELLES DE SECOURS R. PANEL AVEC LA COLLABORATION TECHNIQUE DE A. KERBAUL BRGM - CHAMPAGNE-ARDENNE 13, boulevard Génerol-Leclerc - 51100 Reims, Franc* Tél.: (33) 26.47.93.40 - Télécopieur : (33) 26.40.1 3.64 RESUME La ville de Chalons-sur-Marne dispose pour son approvision nement en eau potable d'un unique champ captant. Dans le but d'apprécier la sensibilité à la pollution des ressources en eau actuellement disponibles et de proposer des moyens de la restreindre, le BRGM Champagne-Ardenne a été chargé d'établir une synthèse géologique et hydrogéologique concernant le domaine de captage et la région Sud et Sud-Est de Chalons-sur-Marne. Le champ captant constitue un important potentiel de res sources indirectement alimenté pour une part majoritaire par la Marne, le Canal latéral à la Marne et le territoire) l'Est de celui-ci. Il est donc vulnérable aux pollutions que véhiculeraient la rivière et le canal. Par ailleurs, plusieurs facteurs de pollution importants sont localisés dans son environnement proche. La présence d'atrazine en excès récemmement constatée est une conséquence de cette situation. La vulnérabilité élevée de cette ressource unique justifie la recherche de ressources de secours destinée à pallier les restrictions qu'imposeraient une pollution du champ captant, de la Marne ou du canal latéral à la Marne. L'analyse des données disponibles sur 1'hydrogéologie régio nale, la distribution de la production, de la qualité et de la vulné rabilité de la nappe de la craie ainsi que la localisation des facteurs potentiels de pollution ont permis de proposer plusieurs zones favora bles à la recherche de ressources en eau peu vulnérables : - dans la vallée de la Marne, sa partie rive gauche sous l'influence de la rivière de la Guenelle en amont de Vitry-la-Ville, - dans la vallée de la Coole en amont de Coupetz, - l'amont de la vallée du ruisseau du Mau, - la vallée de la Vesle en amont de Saint-Etienne-au-Temple. Dans ce dernier cas, il est souligné la sensibilité du cours bassin de la Vesle qui contribue de manière essentielle à l'alimenta tion en eau de l'agglomération de Reims. Seuls des prélèvements temporaires de secours y apparaissent donc envisageables. SOMMAIRE Pages RESUME INTRODUCTION 1 1. CADRE GEOLOGIQUE ET HYDROGEOLOGIQUE GENERAL 1 1.1. GEOLOGIE 1 1.2. HYDROGEOLOGIE 4 2. CHAMP CAPTANT DE CHALONS-SUR-MARNE 6 2.1. OUVRAGES DE CAPTAGE 6 2.2. GEOLOGIE ET HYDROGEOLOGIE DU CHAMP CAPTANT 11 2.3. VULNERABILITE ET FACTEURS DE POLLUTION POTENTIELLE 12 2.4. QUALITE DES EAUX 15 2.5. MESURES DE PROTECTION DES RESSOURCES EN EAU... 19 3. RESSOURCES DE SECOURS 21 3.1. SECTEUR DE RECHERCHE 21 3.2. PRODUCTIVITE 21 3.3. QUALITE 24 3.3.1. RESULTATS D'ANALYSE 24 3.3.2. LES HERBICIDES 26 3.3.3. NITRATES 28 3.4. VULNERABILITE ET FACTEURS POTENTIELS DE POLLUTION 32 3.5. ZONES FAVORABLES A DES RESSOURCES EN EAU PEU VULNERABLES 34 CONCLUSION 38 ADDENDUM : BASSIN DE LA VESLE 40 LISTE DES FIGURES FIGURE 1 : PIEZOMETRIE GENERALE D'APRES LEVES BRGM DE 1976 FIGURE 2 : EXEMPLE DE VARIATIONS PIEZOMETRIQUES DANS LA VALLEE A SONGY FIGURE 3 : EXEMPLE DE VARIATIONS PIEZOMETRIQUES SOUS VERSANTS DE LA VALLEE DE LA MARNE A CHEPY FIGURE 4 : SITUATION DU CHAMP CAPTANT DE CHALONS-SUR-MARNE FIGURE 5 : CHALONS-SUR-MARNE - CHAMP CAPTANT ET PERIMETRE DE PROTECTION FIGURE 6 : COUPE GEOLOGIQUE ET TECHNIQUE DU FORAGE N° 2 FIGURE 7 : EVOLUTION DE LA CONCENTRATION EN NITRATE FIGURE 8 : ZONE DE PRODUCTIVITE FIGURE 9 : DEBIT DU RUISSEAU DU MAU (m3/s) FIGURE 10: COURBES D'EVOLUTION DES NITRATES FIGURE 11: EVOLUTION DE LA CONCENTRATION EN NITRATES FIGURE 12: EVOLUTION DE LA CONCENTRATION EN NITRATES FIGURE 13: VALLEE DE LA MARNE ET DE LA COOLE - CULTURE DE MAIS (09/90) FIGURE 14: REGION DE CHALONS-SUR-MARNE - RESSOURCES EN EAU PEU VULNERABLES AUX POLLUTIONS - ZONES DE RECHERCHE PROPOSEES LISTE DES ANNEXES ANNEXE 1 : CONCENTRATIONS EN ATRAZINE ET SIMAZINE DES EAUX DE LA MARNE ET DU CANAL LATERAL A CHALONS-SUR-MARNE ANNEXE 2 : BULLETIN d'ANALYSE D'EAU ANNEXE 3.1 : REGION DE CHALONS-SUR-MARNE - CARACTERISTIQUES DES POINTS D'EAU ANNEXE 3.2 : REGION DE CHALONS-SUR-MARNE - CARACTERISTIQUES DES POINTS D'EAU ANNEXE 4.1 : REGION DE CHALONS-SUR-MARNE - CARACTERISTIQUES PHYSICO-CHIMIQUES DES EAUX D'AEP ANNEXE 4.2 : REGION DE CHALONS-SUR-MARNE - CARACTERISTIQUES PHYSICO-CHIMIQUES DES EAUX D'AEP ANNEXE 4.3 : REGION DE CHALONS-SUR-MARNE - CARACTERISTIQUES PHYSICO-CHIMIQUES DES EAUX D'AEP ANNEXE 4.4 : REGION DE CHALONS-SUR-MARNE - CARACTERISTIQUES PHYSICO-CHIMIQUES DES EAUX D'AEP ANNEXE 4.5 : REGION DE CHALONS-SUR-MARNE - CARACTERISTIQUES PHYSICO-CHIMIQUES DES EAUX D'AEP ANNEXE 4.6 : REGION DE CHALONS-SUR-MARNE - CARACTERISTIQUES PHYSICO-CHIMIQUES DES EAUX D'AEP ANNEXE 5.1 : EVOLUTION DES CONCENTRATIONS EN NITRATES ANNEXE 5.2 : EVOLUTION DES CONCENTRATIONS EN NITRATES ANNEXE 5.3 : EVOLUTION DES CONCENTRATIONS EN NITRATES ANNEXE 6.1 : RESULTATS D'ANALYSES ANNEXE 6.2 : RESULTATS D'ANALYSES ANNEXE 6.3 : RESULTATS D'ANALYSES ANNEXE 7.1 : BULLETIN D'ANALYSE ANNEXE 7.2 : BULLETIN D'ANALYSE 1 INTRODUCTION La ville de Chalons-sur-Marne dispose pour son approvisionnement en eau potable d'un potentiel de captage important mais limité à une seule source d'approvisionnement représentée par le champ captant du Jard et des Ajaux. L'unicité des lieux de pompage suffit à ne pouvoir garantir que l'approvisionnement en eau potable de Chalons-sur-Marne soit à l'abri d'éventuelles pollutions d'origine accidentelle ou non. Dans le but d'apprécier la sensibilité à ce risque et les moyens de la restreindre, la municipalité de Chalons-sur-Marne a décidé de procéder aux études hydrogéologiques nécessaires à la prévention de la pollution de son champ captant et à la recherche de ressources en eau de secours. Le BRGM Champagne-Ardenne a été chargé dans une première phase d'établir une synthèse géologique et hydrogéologique portant sur le champ captant de Chalons-sur-Marne et la région Sud et Sud-Est de l'agglomération. 1. CADRE GEOLOGIQUE ET HYDROGEOLOGIQUE GENERAL (figure 1) 1.1. GEOLOGIE Chalons-sur-Marne et sa région ont en commun un substratum crayeux. La craie blanche du Coniacien forme les plateaux en rive droite de la Marne, en rive gauche elle occupe les versants des vallées de la Marne et de la Coole alors que le sommet des plateaux est formé de craie Santonienne. Au Sud de Vésigneul-sur-Marne, en bordure de la vallée de la Marne apparaît un niveau crayeux plus ancien formé encore de craie blanche daté du Turonien supérieur. 2 FIGURE 1 PIEZOMETRIE GENERALE D'APRES LEVES BRGM DE 1966 Courbe hydroïsohypse et sa cote •90 Courbe hydroïsohypse ^ intermédiaire N° de huitième de 159-6 carte • 3 point d'eau potable et son numéro 3 L'ensemble de la série crayeuse sus-citée et représentée dans le domaine étudié a une épaisseur totale de 175 mètres. Dans les vallées de la Marne et de la Coole, la craie est recouverte par des alluvions où l'on distingue : - des alluvions anciennes de moyenne terrasse à l'Est de la RN 44 entre Vésigneul-sur-Marne et le Nord de Sarry. Elles sont constituées d'éléments de calcaire et de galets de craie durcie. Elles se situent entre 15 et 25 mètres au-dessus du niveau d'étiage de la Marne. - des alluvions anciennes de basse terrasse depuis Vésigneul-sur-Marne jusqu'à Chalons-sur-Marne en rive droite de la Marne à l'Ouest de la RN 44. Il s'agit de galets de calcaire où s'intercalent des sables silico-calcaires. L'épaisseur des formations est de 5 à 6 m et peut dépasser 8 m. - dans la vallée de la Coole, les alluvions anciennes se situent exclusivement en rive gauche, elles sont formées aux dépens de graveluches. Les gravillons plus ou moins grossiers sont associés à un remplissage de sable ou de sable limoneux calcaire peu abondant. - Les alluvions récentes de la vallée de la Marne recouvrent une partie des alluvions anciennes de la basse terrasse sur toute la largeur du lit majeur de la Marne qui se situe entre 1,5 et 2 kilomètres. Leur épaisseur est variable, de Tordre du mètre en général mais atteint parfois 2 à 3 mètres. Il s'agit de limons, d'argiles et de sables calcaires fins. Les noues et anciens chenaux représentent des zones très limoneuses, hydromorphes, voire tourbeuses. - Dans la vallée de la Coole, les alluvions récentes sont généralement constituées de matériaux fins, hydromorphes dont l'origine est l'environnement crayeux. Leur épaisseur doit rarement excéder le mètre. Les thalwegs et vallées sèches affluant à la Marne ou à la Coole sont tapissés de matériel colluvial emprunté essentiellement aux graveluches. 4 Sur les plateaux, la craie est localement recouverte de graveluches composées d'éléments crayeux plus ou moins grossiers empruntés à la craie après fragmentation de celle-ci sous l'action de phénomènes glaciaires et périglaciaires (gélifraction). Au Sud-Est de Chalons-sur-Marne des graveluches colluvionnées masquent les alluvions anciennes de basse terrasse. 1.2. HYPROGEOLOGIE La craie constitue un réservoir aquifère étendu qu'alimente l'infiltration des précipitations météoriques efficaces. Les alluvions perméables des vallées de la Marne et de la Coole sont également aquifères ; elles forment un réservoir en continuité hydraulique avec celui de la craie le plus souvent. Le substratum de 1'aquifère crayeux ou nappe de la craie est théoriquement représenté par la formation de craie marneuse du Turonien moyen sous jacente à la craie du Turonien supérieur.