MONSIEUR Michel SIMIER "Les VERGERS de MONTGRATTE"
Commune de SONZAY (37)
ETUDE PREVISIONNELLE DE L'INFLUENCE D'UN CAPTAGE SUR LA NAPPE DU CENOMANIEN PAR SIMULATION MATHEMATIQUE
par J. AURIOL R 32416 CEN 4S/91 MARS 1991
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J. AURIOL 1991 MONSIEUR SIMIER - LES VERGERS DE MONTGRATTE COMMUNE DE SONZAY (37) - ETUDE PREVISIONNELLE DE L'INFLUENCE D'UN CAPTAGE SUR LA NAPPE DU CENOMANIEN PAR SIMULATION MATHEMATIQUE. Rapport BRGM N' R 32416 CEN 4S/91 13 pages, 4 figures, 3 tableaux, et 1 annexe.
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Opération n" : 93.158.20531
Contrat n° : MONSIEUR Michel SIMIER "Les VERGERS de MONTGRATTE" Commune de SONZAY (INDRE-ET-LOIRE)
ETUDE PREVISIONNELLE DE L'INFLUENCE D'UN CAPTAGE SUR LA NAPPE DU CENOMANIEN PAR SIMULATION MATHEMATIQUE
N" Rapport : R 32416 CEN 4S/91 Auteur : J. AURIOL N" PR : 93 158 20531
RESUME
BUT
Dans le cadre de l'application du décret du 10 Juin 1985 concernant la protection des eaux souterraines en Indre-et-Loire, l'Entreprise Agri cole "Les VERGERS de MONTGRATTE" de Monsieur M. SIMIER, doit évaluer les effets prévisionnels sur l'aquifère Cénomanien d'un projet de captage destiné à renforcer ses capacités de production d'eau d'irrigation (40 ha de vergers en 1990).
OBJET
Monsieur Michel SIMIER a confié au BRGM-Centre cette évaluation, qui doit être réalisée à l'aide du modèle mathématique régional dont dispose ce dernier, en admettant un volume d'eau exploité actuellement de 153.000 m3/an répartis sur 3 mois de l'année (débit d'exploitation 85 m3/h durant 20 h/jour) ; le projet consistant en un nouveau forage dont une partie de la production espérée viendrait se substituer à celle d'un des trois forages existant actuellement sur la propriété.
RESULTATS OBTENUS
On a pu montrer que :
- les abaissements de niveaux piézométriques seraient de l'ordre de 1 à 2 mètres dans un rayon d'environ 1,5 km autour du projet ;
- le captage destiné à l'alimentation en eau potable de la commune de SONZAY (426/1X/2001) verrait son niveau dynamique abaissé de deux mètres environ ; il convient de s'assurer que le niveau dynamique de l'eau peut supporter un tel abaissement, sans changer le régime d'exploitation actuel, notamment en période de pointes estivale.
Outre ce résumé, ce rapport contient 13 pages dont 4 figures et 1 annexe TABLE DES MATIERES
Page
RESUME
INTRODUCTION 1
1 - ALIMENTATION EN EAU DES "VERGERS de MONTGRATTE"... 4
2 - CAPTAGE PREVISIONNEL 4
3 - INVENTAIRE DES OUVRAGES ENVIRONNANTS 5
4 - INFLUENCE PREVISIONNELLE DU PROJET 9
4.1. Procédé de calcul mis en oeuvre 9
4.2. Description sommaire du modèle (rappels) .... 9
4.3. Hypothèse de prélèvement 11
4.4. Rabattements moyens prévisionnels 11
CONCLUSIONS 13
ANNEXE : REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES - 1 -
INTRODUCTION
L'Entreprise Agricole des "VERGERS de MONTGRATTE" (commune de SONZAY, en Indre-et-Loire, cf. plan de situation figures 1 et 2), envisage la réalisation d'un forage de 125 mètres de profondeur environ, captant l'aquifère Cénomanien, afin de renforcer sa production d'eau destinée à l'irrigation de 40 ha de vergers, dont la superficie devrait s'accroî tre.
Depuis le 10 Juin 1985, en Indre-et-Loire, et en application du décret-loi de 1935 relatif à la protection des eaux souterraines, tout forage de profondeur supérieure à 40 m est soumis à autorisation pré fectorale préalable.
Monsieur SIMIER a demandé au BRGM d'effectuer la simulation de l'in fluence prévisionnelle du projet dans les ouvrages environnants, à l'aide du modèle mathématique régional dont celui-ci dispose.
Il s'agit en effet de prévoir les baisses de niveaux piézométriques qui seraient provoquées par le futur ouvrage, afin d'en informer les ser vices chargés de l'instruction de la demande d'autorisation.
Rapport BRGM N° R 32416 CEN 4S/91 - Mars 1991 - 2 -
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Figure 1 : Plan de situation - Département d'Indre-et-Loire (37)
Rapport BRGM N° R 32416 CEN 4S/91 - Mars 1991 - 3 -
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Figure 2 : Plan de situation (Détail)
Rapport BRGM N° R 32416 CEN 4S/91 - Mars 1991 - 4 -
1 - ALIMENTATION EN EAÜ DES VERGERS de MONTGRATTE
L'Entreprise Agricole dispose actuellement de trois ouvrages captant l'aquifère Cénomanien (cf. Figure 2) :
(1) - un forage ancien (1965) de 40 m de profondeur environ ;
(2) - un forage réalisé en 1986 (n° d'inventaire 426/6X/0011), de 39,5 m de profondeur ;
(3) - un forage réalisé en 1989 (n° d'inventaire 426/6X/0015), de 87 m de profondeur.
Monsieur SIMIER indique que les pompages s'effectuent pendant trois mois (juin à août), 20 h/j, selon la répartition suivante :
- le forage (1) avec un débit de 35 m3/h ;
- le forage (2) avec un débit de 20 m3/h ;
- le forage (3) avec un débit de 30 m3/h.
On admettra donc un débit total de prélèvement d'eau de 85 m3/h, trois mois par an, vingt heures par jour; ainsi le volume d'eau total prélevé en 1990, au droit de l'exploitation, est estimé à 153.000 m3/an.
Compte tenu de la faible productivité du niveau géologique du Turonien, l'A.S.A. envisage donc la réalisation d'un forage captant l'aquifère Cénomanien.
2 - CÄPTÄGE PREVISIONNEL
Le débit espéré du nouveau forage est de 60 m3/h.
L'ouvrage aurait pour coordonnées Lambert approximatives :
X = 459,37 (lieu-dit "Le Point de Vue")
Y = 282,14 et une profondeur de 125 mètres environ.
Une partie (35 m3/h) de sa production d'eau se substituerait à celle de l'ouvrage ancien, qui serait alors arrêté du fait de son ensablement ; l'autre partie (25 m3/h) correspondrait à un accroissement de production effectif pour l'Entreprise Agricole.
Rapport BRGM N° R 32416 CEN 4S/91 - Mars 1991 - 5 -
3 - INVENTAIRE DES OUVRAGES ENVIRONNANTS
On a procédé à un inventaire des ouvrages captant l'aquifère Cénomanien dans un rayon de 10 km environ autour des sites des forages projetés.
Leur identification et leurs principales caractéristiques sont reportées dans le tableau 1 et leurs positions relatives sur les figures 2 et 3, ainsi que les courbes isopièzes observées en 1986.
On peut remarquer que parmi les 7 ouvrages inventoriés figurant dans la Banque des Données du Sous-sol (B.S.S.) du BRGM, celui correspondant à l'alimentation en eau potable de la Commune de SONZAY, serait distant de 1,3 km environ.
Par ailleurs il apparaît utile, d'une façon plus générale, d'inventorier (cf. tableau 2) les ouvrages proches, captant l'aquifère Turonien : en effet les deux niveaux aquifères (Turonien et sables Cénomaniens) sont séparés par une couche semi-perméable de marnes à ostracées d'une dizaine de mètres d'épaisseur ; leurs exploitations respectives peuvent s'inter-influencer à terme par phénomène de drainance (faible écoulement à travers le niveau semi-perméable).
Bien qu'il ne soit pas possible actuellement de prévoir les abaissements piézométriques (rabattements) induits par l'exploitation de l'aquifère Cénomanien, dans l'aquifère Turonien (et réciproquement), il est sou haitable d'identifier les ouvrages les plus rapprochés afin, le cas échéant, d'en surveiller l'évolution.
Dans le cas présent on peut remarquer, à la lecture du Tableau 2, l'éloignement (supérieur à 6 km), des ouvrages identifiés, par rapport au projet.
Rapport BRGM N° R 32416 CEN 4S/91 - Mars 1991 Tableau 1 Liät e des Points de prélèvements recensés dans un rayon de 10 km environ et captant l'aquifère CENOMANIEN 13/03/91 en INDRE i LOIRE (37)
Coordonnées Lambert du Projet : Xtka) = 459.37 Y(km) = 232.14 (Maille du Modèle : il/e/i/8 )
———————————————.——•»—— ——————' —————— ' r———— N* insee Altitude N« Profondeur- Ressource Distance Vol use N« ERG« Ccwune de la îésigriaticn X(ksi) Y(fca) Z (*J «aille totale Usage de l'eau au Projet déclaré Ce».T. un a (¡n NSF) du fîcdile (a! captée (km) en 36- s3
426/6X/0007 SCKZAY 37024? SCETIERE 453.45 233.00 120.00 61/8/6/1 110 A.E.P. CENOMANIEN 1.3 76300 426/6X/0011 S0NZAY 370249 «7 GRATTE 459.35 2S1.73 102.00 61/8/6/8 61 AGRICULTURE CENOHANIEN 0.4 14400 426/611/0015 S0SZAY 370249 SIMIER 459.15 251.SO 103.00 61/S/6/B 37 AGRICULTURE CENOMAMIEN • 0.4 0 457/2X/249B SDNZAY 370249 CAVA I GUS 459.17 280.83 9999999 61/8/9/0 0 AGRICULTURE CENOMANIEN 1.3 10000 457/2K/249C EQNZAY 37024? GINÍNARJ 459.17 2E0.83 599999? 61/8/9/0 0 AGRICULTURE CENOMNIEN 1.3 5000 457/1K/0001 SDUVIENE 37Û25! FCNTREC. i 453.12 251.90 • 83.00 61/7/5/9 42 A.E.P. CENOMANIEN 6.3 18450 457/11/0002 SGUVIGNE 370251 FCNTREC. 2 453.08 2=1.97 85.00 61/7/5/9 94 A.E.P. . CENCMANIEN-JU. 6.3 18450
I ON I Nb de Points d'eau recensés Vcluse total prélevé, déclaré en 1936 : 145,600 ¡s3/an, dans une zone de 10 km environ autour de l'ouvrage projeté.
» la valeur 999999? pour l'Altitude Z, signifie que les coordonnées X,Y sont approximatives. Ces coordonnées correspondent au centre de la saille du Modèle hydrodynamique dans laquelle on a pu seulement situer le point de prélèvement.
Rapport BRGM N* R 32416 CEN 4S/91 - Mars 1991 Figure 3 IMPLANTATION deS OUVRAGES CAPTANT 1 AOUIFERE CENOMANIEN (371 2S0
50 + Ouvrage captant •Po) •oo l'aquifère CENOMANIEN 1 w ^-s Courbe isopièze
5» €1/B Maille du Modèle u> to
CT* n Limite départementale m ss *• W U3
2 i ß) e-in I
U5
450 1455 1460 465
•noi/fw n/is/9i « I0i Liste des Points de prélèvements recensés dans un rayon de 10 km environ et captant l'aqui-fère SENO-TURONIEN 20/03/91 en INDRE fc LOIRE (37) Coordonnées Lambert du Projet : X(ka) = 459.37 Y(ka) = 282.14 Maille du Modèle : 61/8/6/8 ) ——-—- "-— __—_. ——————— N1 insee Altitude N» Profondeur- Ressource Distance Volume N' BRGM Coaamne de la Désignation X(ka) Y(ks) Z (*) Maille totale Usage de l'eau au Projet déclaré Coasune (a NGF) du Modèle (a) captée (ka) en 86- «3 457/3X/0100 CHARENTILLY 370059 G.LUNEAU 467.80 276.87 115.00 76/1/5/9 37 AGRICULTURE TURONIEN 9.9 0 426/7X/0002 NEUILLE-PONT-PIERRE 370167 P.RESERV. 465.88 284.22 124.00 62/7/1/5 98 A.E.P. SENQ-TURONIEN 6.8 107400 426/7X/0010 KEUILLE-PONT-PIERRE 370167 P.RIVIERE 465.60 285.29 118.00 62/4/7/8 40 AGRICULTURE TURONIEN 7.0 0 457/2X/0004 PERNAY 370182 GARANDE F 461.00 273.20 75.00 75/6/4/2 75 A.E.P. SENO-TURONIEN 9.1 39300 457/2X/0032 PERNAY 370182 GARANDE P 460.96 272.46 75.00 75/6/4/5 0 A.E.P. TURONIEN 9.8 55200 426/2X/0006 SAINT-CHRISTOPHE-sur-le-NAIS 370213 SICA 459.97 291.97 62.00 61/2/6/9 23 AGRICULTURE TURONIEN 9.8 0 426/5K/213F SAINT-CHRISTOPHE-sur-le-NAIS 370213 GAEC 457.50 290.83 9999999 61/2/8/0 0 AGRICULTURE TURONIEN 8.9 10000 426/5X/Û002 SAINT-PATERNE-RACAN 370231 REVECHE 455.95 287.85 117.00 61/5/4/2 40 AGRICULTURE TURONIEN 6.7 12000 426/5X/0007 SAINT-PATERNE-RACAN 370231 HINDIE JC. 460.83 287.50 9999999 61/6/4/0 80 AGRICULTURE TURONIEN 5.6 6400 I 426/6X/0002 SAINT-PATERNE-RACAN 370231 TERRAIN SP 460.15 291.05 65.00 61/3/7/4 6 A.E.P. TURONIEN 8.9 81700 oo 426/6X/0005 SAINT-PATERNE-RACAN 370231 TERRAIN SP 460.10 291.10 65.00 61/3/7/4 18 A.E.P. TURONIEN 9.0 113600 i 426/6K/0008 SAINT-PATERNE-RACAN 370231 MOULIN IKA 459.87 291.10 70.00 61/2/9/6 19 A.E.P. TURONIEN 9.0 0 426/6X/0009 SAINT-FATERNE-RACAN 370231 FOUSSEREAU 458.80 288.75 0.00 61/5/3/7 78 AGRICULTURE TURONIEN 6.6 5000 426/6K/0016 SAINT-PATERNE-RACAN 370231 G.BARDET 460.91 290.30 70.00 61/3/7/8 13 AGRICULTURE TURONIEN 8.3 0 426/6X/0017 SAINT-PATERNE-RACAN 370231 JY.HOISY 460.51 289.57 111.00 61/6/1/1 50 AGRICULTURE TURONIEN 7.5 0 426/6X/231A SAINT-PATERNE-RACAN 370231 GAEC 460.83 290.83 9999999 61/3/7/0 0 AGRICULTURE TURONIEN 8.8 20000 426/6X/231D SAINT-PATERNE-RACAN 370231 460.83 289.17 9999999 61/6/1/0 0 AGRICULTURE TURONIEN 7.2 3500 426/6X/231H SAINT-PATERNE-RACAN 370231 460.83 290.83 9999999 61/3/7/0 0 AGRICULTURE TURONIEN 8.8 30400 457/3X/0004 SEHBLANçAY 370245 PESANTIERE 466.65 279.85 117.00 76/1/1/3 72 A.E.P. SENO-TURONIEN 7.6 200800 457/3X/0096 SEMBLANçAY 370245 LAUNAY 467.60 280.52 114.00 62/7/8/8 40 A.E.P. TURONIEN 8.4 0 Nb de Points d'eau recensés "2T Voluae total prélevé, déclaré en 1986 : 685,300 œ3/an, dans une zone de 10 ka environ autour de l'ouvrage projeté. * la valeur 9999999 pour l'Altitude Z, signifie que les coordonnées X,Y sont approximatives. Ces coordonnées correspondent au centre de la saille du Modèle hydrodynamique dans laquelle on a pu seulement situer le point de prélèvement. Rapport BRGM N4 R 32416 CEN 4S/91 - Mars 1991 - 9 - 4 - INFLUENCE PREVISIONNELLE DU PROJET 4.1. Procédé de calcul rais en oeuvre On recherche l'abaissement de niveau de l'eau à distance (rabattement) que provoquerait l'ouvrage projeté. On procède à sa simulation sur modèle hydrodynamique. Le modèle existant est réalisé avec le logiciel VTDN du BRGM (simulation d'un écoulement bi-dimensionnel, en régime permanent ou transitoire ; calculs des surfaces piézométriques au droit des noeuds d'un maillage carré régulier, pouvant le cas échéant être subdivisé ; méthode de calcul des différences finies). 4.2. Description sommaire du modèle (rappels) L'aquifère Cénomanien au droit de la zone d'étude appartient à un système aquifère multi-couche. On a pris en compte les deux niveaux aquifères principaux de ce système : - le niveau Séno-Turonien - le niveau Cénomanien. Les deux niveaux, séparés par une couche semi-perméable de marnes à ostracées, de 10 à 20 m d'épaisseur, sont l'objet d'échanges d'eau par drainance. Le niveau jurassique sous-jacent est assimilé à une couche imperméable. La transmissivité moyenne de l'aquifère Cénomanien est estimée à 10 m-3 m2/s. L'extension géographique de ce système recouvre le département de l'Indre-et-Loire, mais également une partie des cinq départements limitrophes. Le modèle régional représentatif de ce système aquifère a fait l'objet de plusieurs études ; les rapports correspondants peuvent être consultés auprès du BRGM/Centre ; on trouvera en Annexe les références princi pales. On a reporté figure 4 la partie du maillage correspondant au département de l'Indre-et-Loire, ainsi que l'extension de la zone de la présente étude. Rapport BRGM N° R 32416 CEN 4S/91 - Mars 1991 - 10 - Figure 4 RESEAU dea MAILLES du MODELE HÏDR0DTNRM1QUE 215 .. 420 430 UUO U50 460 U70 U80 190 500 510 520 530 »nm/tnu n/ii/n n imiraiW ^* Um.it dt la ion« dttud« Mallt du moot I« dt iimuialion _gnm£ Tract dti cogrt d'tau Rapport BRGM N° R 32416 CEN 4S/91 - Mars 1991 BRGM - 11 - La surface piézométrique adoptée comme référence pour l'aquifère Cénomanien est celle correspondant au dernier relevé général effectué en 1986 ; on a reporté figure 4 la partie correspondante à la zone d'étude. Le débit moyen total extrait de l'aquifère Cénomanien en 1986 est ainsi estimé à 2.300 m3/h. 4.3. Hypothèse de prélèvement L'ensemble des trois forages de l'Entreprise sont situés dans la même maille du Modèle de simulation (n° 61/8/6/8); ils présentent un débit total estimé à 85 m3/h (3 mois/an, 20h/j). Le débit supplémentaire simulé est de 25 m3/h, amenant le débit total dans la maille à hauteur de 110 m3/h. 4.4. Rabattements moyens prévisionnels On a obtenu les valeurs suivantes des rabattements prévisionnels induits par le projet par rapport à la situation d'exploitation actuelle, à partir de simulations en régime transitoire (3 mois/an au débit de 110 m3/h) d'après la dernière surface piézométrique observée (1986) et les conditions d'alimentation adoptées (drainance entre les deux niveaux aquifères du Cénomanien et du Séno-Turonien). Pour ce qui concerne les ouvrages de l'Exploitation Agricole de M. SIMIER, situés dans la même maille du Modèle, on a procédé à un calcul analytique suivant la formule classique de THEIS (en retenant les paramètres hydrodynamiques, transmissivité T = 10-3 m2/s et coefficient d'emmagasinement S = 2 10-4). Ouvrage Rabattements Observations (cf. figures 2 et 3) prévisionnels calculés (m) 426/6X/0007 1,70 Forage AEP SONZAY 457/1X/0001 0 Forage AEP S0UVIGNE 457/1X/0002 0 » * •, 426/6X/0011 0,6Ï Usages agricoles 426/6X/0015 0,5J (M. SIMIER) 426/6X/249B 1,70 Usages agricoles 426/6X/249C 1,70 ,, > > Rapport BRGM N° R 32416 CEN 4S/91 - Mars 1991 - 12 - Les valeurs des rabattements indiqués dans le Tableau ci-avant, relatives aux ouvrages 426-6X-0011 et 426-6X-0015, sont le résultat de la superposition des effets de l'arrêt de l'ouvrage ancien (35 m3/h) et de la mise en service du projet (60 m3/h). On doit noter que l'ouvrage 426/6X/0007, utilisé pour l'alimentation en eau potable de la commune de SONZAY, verrait son niveau abaissé de l'ordre de deux mètres. Pour l'ensemble des ouvrages captant l'aquifère Cénomanien, il convien dra de vérifier que les conditions d'exploitation sont compatibles avec les abaissements prévisionnels du niveau de l'eau indiqués dans le tableau ci-avant. Rapport BRGM N° R 32416 CEN 4S/91 - Mars 1991 - 13 - CONCLUSIONS La simulation sur le modèle mathématique régional du BRGM, de l'exploi tation d'un nouvel ouvrage captant l'aquifère Cénomanien, sur la commune de SONZAY au lieu-dit "Le Point de Vue", et destiné à l'irrigation, a permis d'établir les éléments suivants : - les abaissements de niveaux piézométriques seraient de l'ordre de 2 mètres dans un rayon d'environ 1,5 km autour du projet (coor données Lambert : X = 459,37, Y = 282,14) ; - l'abaissement piézométrique au droit du forage d'alimentation en eau potable de la commune de SONZAY (n° 426/6X/0007) serait de l'ordre de 2 mètres ; il conviendra de vérifier que les conditions d'exploitation de cet ouvrage sont compatibles avec cet abaisse ment, notamment en période de pointe estivale ; un suivi piézométrique continu serait souhaitable. Ces résultats sont obtenus, pour les conditions d'exploitation du projet, suivant : - la durée d'exploitation, 3 mois/an ; - l'ouvrage ancien débitant actuellement 35 m3/h sera arrêté ; - le volume annuel exhauré maximum : 45.000 m3/an ; - le débit d'exploitation du nouveau forage : 60 m3/h, 20 h/jour. Rapport BRGM N° R 32416 CEN 4S/91 - Mars 1991 ANNEXE References bibliographiques Principales references bibliographiques du BRGM relatives au modèle de l'aquifère Cénomanien (1) 70 SGN 169 BDP : Etude hydrogéologique de la Touraine. Hydrogéologie du Cénomanien dans l'Indre-et-Loire (06/1970)., par N.DESPREZ, J.DUPRE et C.MARTINS. (2) 80 SGN 285 CEN : Etude de la nappe du Cénomanien de Touraine. Elaboration d'un modèle mathématique schémati que de simulation de l'aquifère (3ème phase) (05/1980), par N.DESPREZ et A.PLONGERON. (3) 83 SGN 781 CEN : Nappe du Cénomanien de Touraine. Etat actuel et évolution. Mise en oeuvre et application d'un modèle de simulation (11/1983), par D.CHIGOT. (4) 83 CEN 008 : Etude hydrogéologique complémentaire de la nappe du Cénomanien de Touraine (02/1983), par D.CHIGOT. (5) 89 SGN 339 CEN : Schéma d'exploitation des eaux de l'Indre-et-Loire (06/1989), par J.AURIOL et D.ROUSSELOT.