Ville De Denain (Nord) Champ Captant De Neuville-Sue-Escaut
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VILLE DE DENAIN (NORD) CHAMP CAPTANT DE NEUVILLE-SUE-ESCAUT ETUDE HYDROGEOLOGIQUE PREALABLE A LA DEFINITION DES PERIMETRES DE PROTECTION - DEFINITION DES ACTIONS A ENTREPRENDRE BRGM par H. DENUDT avec la participation de S. BAILLY et C. MARION BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES établissement public à caractère industriel et commercial Siège • Tour Mirabeau 39-43, quai André-Citro'en 75739 Paris Cedex 15, France Tél. 133) 1 40 58.89 00 Télex : BRGM 780258 F Lézennes, le 5 Mars 1990 Télécopieur : |33) 1 40.58 89.33 R 30538 NPC 4S 90 R.C 58 B 5614 Paris SIRET : 58205614900419 Service Géologique Régional Nord . Pas-de-Calais Fort de Lézennes - Lézennes 59260 Hellemmes-Lille. France Tel ; (33) 20.91.38 19 Télécopieur (33)20 05.54.87 BRGM NORD - PAS-DE-CALAIS Fort de Lezennes 59260 LEZENNES R30538 NPC 4S 90 H. DENUDT avec la participation de S. BA1LLY et C. MARION VILLE DE DENAIN (NORD) CHAMP CAPTANT DE NEUVILLE-SUR-ESCAUT ETUDE HYDROGEOLOGIQUE PREALABLE A LA DEFINITION DES PERIMETRES DE PROTECTION - DEFINITION DES ACTIONS A ENTREPRENDRE RESUME A la demande de la Ville de DENAIN, le BRGM Nord - Pas-de-Calais a été chargé de réaliser les études préalables à La définition des périmètres de protection des captages dits sources Marie, Auguste et Marceau, situées sur le territoire de la commune de NEUVILLE-SUR-ESCAUT. Le présent rapport défini les conditions de protection des captages en s'appuyant sur l'analyse de l'occupation du sol, du contexte hydrogéoLogique et du fonctionnement du système hydraulique sollicité à partir d'un traçage réalisé sur des piézomètres créés dans le cadre spécifique de cette étude. En conclusion, des mesures nécessaires à la sauvegarde des ressources sollicitées sont proposées afin de préserver la qualité des eaux pompées. 31 pages - 7 figures - 4 planches - 7 annexes SOMMAIRE AVANT PROPOS 4 I - ETUDE DU RECOUVREMENT PROTECTEUR DE LA CRAIE DANS LA ZONE D'ALIMENTATION SUPPOSEE DU CHAMP CAPTANT 8 1.1. - Rappel du contexte géologique du site 8 1.2. - Les travaux de sondage réalisés et les résultats obtenus .... 8 II - ETUDE DU FONCTIONNEMENT HYDRAULIQUE DU CHAMP CAPTANT 12 11.1. - Description sommaire du champ captant 12 11.2. - Le contexte hydrogéologique du secteur 12 II.2.1. - Les différents aquifères 12 II. 2.2. - Le qualité chimique des eaux pompées 13 II. 3. - Les travaux réalisés 15 II.4. - Les résultats obtenus 16 11.4.1. - La piézométrie de la nappe 16 11.4.2. - Les caractéristiques hydrauliques de l'aquifère 17 11.4.3. - La qualité des eaux de la nappe de la craie 18 11.4.4. - Le traçage chimique réalisé et les paramètres hydrodispersifs calculés . 18 III - DETERMINATION DU PERIMETRE DE PROTECTION RAPPROCHEE ET DES ACTIONS A ENTREPRENDRE 25 III. 1. - Délimitation du périmètre de protection rapprochée 25 III. 1.1. - Rappel de la définition des différents périmètres 25 III. 1.2. - Les actions à entreprendre pour préserver la qualité des eaux pompées 26 CONCLUSIONS 29 LISTE DES FIGURES Figure 1 - Logs géologiques comparatifs des ouvrages implantés dans l'Usine des Eaux 9 Figure 2 - Coupes géologiques transversales AB et parallèles au canal CD 11 Figure 3 - Graphiques comparatifs des teneurs en nitrates, sulfates et chlorures des captages de la Ville de Denain et du Siden à Neuville-sur-Escaut 14 Figure 4 - Graphique d'évolution des teneurs en nitrates dans l'Escaut 15 Figure 5 - Diagramme comparatif de Schoeller-Berkaloff des eaux du puits Marceau, du PZ1, du PZ2 et du PZ3 19 Figure 6 - Diagramme comparatif de Schoeller-Berkaloff des eaux souterraines et superficielles 20 Figure 7 - Courbe de restitution du traceur injecté dans le piézomètre PZ1 22 LISTE DES PLANCHES Planche I Carte géologique au 1/10.000 du secteur d'étude Planche II Carte isopiëzornétrique du secteur d'étude Planche III Carte de synthèse des principales caractéristiques physico-chimiques de la nappe de la craie dans le secteur d 'étude Planche IV Carte des isochrones de propagation d'un polluant jusqu'au forage et localisation des sources éventuelles de pollution LISTE DES ANNEXES Annexe I - Coupes lithostratigraphiques des sondages réalisés Annexe II - Plan de masse de la station de pompage Annexe III - Coupes techniques et géologiques des puits Annexe IV - Coupes techniques et géologiques des piézomètres réalisés Annexe V - Résultats du nivellement des piézomètres et forages existants Annexe VI - Courbe d'évolution des niveaux sur les ouvrages suivis et leur interprétation par le logiciel ISAPE Annexe VII - Résultats des analyses chimiques des eaux souterraines et superficielles réalisées 4 VILLE DE DENAIN (NORD) CHAMP CAPTANT DE NEUVILLE-SUR-ESCAUT ETUDE HYDROGEOLOGIQUE PREALABLE A LA DEFINITION DES PERIMETRES DE PROTECTION - DEFINITION DES ACTIONS A ENTREPRENDRE AVANT-PROPOS La ville de DENAIN (NORD) est alimentée en eau potable exclusivement par les captages des sources Marie, Auguste et Marceau, situés sur le territoire de la commune de NEUVILLE-SUR-ESCAUT. Ces captages anciens (les deux premiers datant du début du siècle) implantés à proximité de l'Escaut exploitent l'aquifère de la craie du Turonien supérieur recouverte par les Alluvions de l'Escaut (localement perméables) formées par des graves ou des argiles plus ou moins sableuses. Se situant à l'aval d'une zone urbanisée mal assainie présentant un environnement fragilisé (proximité de l'Escaut dont les eaux sont de qualité médiocre, existence d'une ancienne décharge réaménagée à proximité même de l'enceinte de l'Usine des Eaux, présence de dépôts sauvages sur l'ancien crassier d'Usinor distant de quelques centaines de mètres), l'eau distribuée à partir de ce champ captant exceptionnellement productif est, pour le moment, restée paradoxalement de qualité satisfaisante. En particulier, les teneurs en nitrates (comprises actuellement entre 20 et 30 mg/1), n'ont jamais dépassé la norme de potabilité et ont même tendance à diminuer. Compte tenu des contraintes locales d'environnement, la mise en place effective des périmètres de protection s'avérerait délicate et assurément onéreuse. 5 Au préalable, il convenait donc, parallèlement à la recherche de nouvelles ressources permettant une diversification de l'approvisionnement en eau, d'examiner de manière plus détaillée la nature et l'étendue du recouvrement protecteur de l'aquifère crayeux. Ce point était d'autant plus important que la commune de Neuville-Sur-Escaut envisage la création d'une station d'épuration prévue dans le périmètre de protection rapprochée des forages défini antérieurement à la lumière des rares données existantes. L'examen de la compatibilité de cette installation vraisemblablement nécessaire au maintien de la pérennité de la qualité des eaux avec la protection efficace des captages s'avérait donc nécessaire. Dans ce but, la Ville de DENAIN a demandé au B.R.G.M. Nord/Pas-de-Calais, la réalisation d'une étude hydrogéologique complète du site. Cette étude, coordonnée par le Bureau d'Etude CETAD, a reçu l'appui financier de l'Agence de l'Eau Artois-Picardie. Le programme proposé comprenait les phases successives suivantes: a) Etude du recouvrement protecteur de la craie au droit de la zone d'alimentation supposée du champ captant L'objectif de cette phase était de reconnaître l'extension, la nature et l'épaisseur du recouvrement de la nappe de la craie (couverture alluviale à dominante argileuse dans la vallée et couverture limoneuse sur le coteau). Pour ce faire, après dépouillement de la documentation existante et visite détaillée du site, une campagne de vingt cinq sondages à la tarière mécanique a été envisagée dans le périmètre de protection rapprochée et dans le périmètre de protection éloignée autrefois définis (1). (1) Détermination des périmètres de protection des captages aquifères de la Ville de DENAIN (Nord) situés à NEUVILLE-SUR-ESCAUT (Nord) - J. MANIA, U.S.T.L. 76 NPA 01 Novembre 1975 6 b) Etude du fonctionnement hydraulique du champ captant Après examen de l'évolution historique de la qualité des eaux pompées et des prélèvements effectués sur les captages, le fonctionnement hydraulique du champ captant a été étudié et permet de redéfinir plus précisément les périmètres de protection en fonction du régime d'exploitation actuel. En particulier, les relations hydrauliques entre l'Escaut, la nappe alluviale et la nappe de la craie ont été examinées. Dans cette optique quatre piézornètres ont été réalisés dans un rayon de 400 mètres autour des captages: - le premier à la craie en bordure du terrain prévu pour la construction de la station d'épuration; - le second aux formations superficielles à proximité du premier; - le troisième à la craie en amont hydraulique (profondeur maximale) à environ 200 mètres des captages; - le quatrième à la craie en amont hydraulique (profondeur maximale) à environ 450 mètres des captages. Après nivellement de ces ouvrages et des plans d'eau de surface et détermination de la qualité des eaux souterraines, des appareils enregistreurs de niveaux ont été installés pour suivre pendant un mois l'évolution des niveaux piézométriques influencés par les pompages dont le régime a été temporairement modifié. La détermination des temps de transfert au captage d'un polluant atteignant la nappe a été parallèlement menée par traçage au iodure de sodium à partir du piézomètre implanté entre la station et l'Escaut. 7 c) Détermination du périmètre de protection rapprochée et définition des actions à entreprendre L'objectif des études et travaux effectués était d'optimiser les périmètres de protection en déterminant le fonctionnement hydraulique du champ captant et de définir les actions à entreprendre pour préserver ou améliorer la qualité des eaux distribuées. 8 I - ETUDE DU RECOUVREMENT PROTECTEUR DE LA CRAIE DANS LA ZONE D'ALIMENTATION SUPPOSEE DU CHAMP CAPTANT 1.1 - Rappel du contexte géologique du site Les travaux de creusement des puits Marie et Auguste entrepris en 1899 et du puits Marceau réalisé en 1955 ont permis de lever les coupes géologiques suivantes rassemblées en figure 1.