Echanges Nappe/Rivière Dans Là Haute Vallée Du Clain (Vienne)
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Ministère de l'Industrie, des Postes et Télécommunications et du Commerce extérieur DIRECTION RÉGIONALE DE * L'ENVIRONNEMENT POITOU-CHARENTES 5P IP" ^ ^ Echanges nappe/rivière dans là haute vallée du Clain (Vienne) PHASE I BILAN RESSOURCES-PRELEVEMENTS EN PERIODE D'ETIAGE Décembre 1995 R38694 BRGM BRGM LINTRIPRISI AU SCRVICI 01 LA TIRRI DIRECTION DU SERVICE GEOLOGIQUE NATIONAL Étude réalisée dans le cadre des Service Géologique RégionalPoitou-Charentes actions de stfvft#$iblic du BRGM U alléc de ,a Providence - La Gibaudcric 86000 POITIERS - FRANCE En bibliographie ce rapport sera cité de la façon suivante : Y. LEMORDANT - Echanges nappe/rivière dans la haute vallée du Clain (Vienne) - R38694 © BRGM, 1995, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l'autorisation expresse du BRGM. \ *r $* *** Echanges nappe/rivière dans la haute vallée du Clain (Vienne) PHASE I BILAN RESSOURCES-PRELEVEMENTS EN PERIODE D'ETIAGE Décembre 1995 R38694 Etude réalisée dans le BRGM cadre des actions de DIRECTION DU SERVICE GEOLOGIQUE NATIONAL Service Public du BRGM Service Géologique Régional Poitou-Charentes 95 D 426 11 allée de la Providence - La Gibauderie 86000 POITIERS - FRANCE En bibliographie ce rapport sera cité de la façon suivante : Y. LEMORDANT - Echanges nappe/rivière dans la haute vallée du Clain (Vienne) - R38694 © BRGM, 1995, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l'autorisation expresse du BRGM. Echanges nappe/rivière dans la haute vallée du Clain (Vienne) RESUME En appui technique à l'observatoire des étiages réunissant les services gestionnaires et utilisateurs des ressources superficielles et souterraines du bassin du Clain au niveau de la ville de Poitiers, le BRGM Service Géologique Régional Poitou-Charentes, sur crédits du Ministère de l'Industrie, en accord avec la DIREN Poitou-Charentes, a identifié et quantifié les différentes composantes des débits d'étiage en fonction des systèmes aquifères représentés dans le bassin versant hydrogéologique. Une localisation et caractérisation des prélèvements en rivière et en nappe a permis de présenter un bilan de l'exploitation des ressources et de leur impact sur les écoulements au niveau de Poitiers. La complexité des mécanismes d'échanges nappe-rivière résulte de la structure géologique régissant le comportement hydrodynamique des réservoirs souterrains, lui-même influencé localement par la densité des prélèvements en nappe. Dans le cadre d'un programme d'actions visant à mieux gérer la ressource en eau en période d'étiage, il apparaît nécessaire d'approfondir les connaissances sur le comportement des réservoirs (capacité de mise en réserves et de restitution différée), sur les interactions des pompages et leur influence sur les conditions hydrodynamiques locales. Rapport R 38694 Décembre 1995 1 Echanges nappe/rivière dans la haute vallée du Claln (vienne) TABLE DES MATIERES 1. INTRODUCTION 4 2. LE BASSIN VERSANT DU CLAIN 5 2.1. SITUATION ET MORPHOLOGIE 5 2.2. CONTEXTE GEOLOGIQUE 5 2.3. CONTEXTE HYDROGEOLOGIQUE 5 2.4. NOTION DE BASSIN HYDROGEOLOGIQUE 7 3. LES AQUIFERES 10 3.1. LES ALLUVIONS 10 3.2. LE JURASSIQUE MOYEN 10 4. LES RESSOURCES ET LES PRELEVEMENTS 14 4.1. LES MESURES DE DEBIT 14 4.1.1. Les stations existantes 14 4.1.2. Les mesures complémentaires 14 4.2. LES PRELEVEMENTS EN RIVIERE 17 4.3. LES DEBITS NATURELS 17 4.4. LES PRELEVEMENTS EN NAPPE 27 4.5. SYNTHESE DES DONNEES 27 5. CONCLUSION 33 Rapport R 38694 Décembre 1995 2 Echanges nappe/rivière dans la haute vallée du Clain (Vienne) LISTE DES FIGURES Figure 1 : Cadre géologique régional Figure 2 : Coupe géologique en travers du bassin du Clain Figure 3 : Bassin hydrogéologique du Clain Figure 4 : Contexte hydrogéologique Figure 5 : Situation des stations limnimétriques et débits mesures Figure 6 : Débits mesurés et prélèvements en amont Figure 7 : Reconstitution des débits naturels Figure 8 : Débits spécifiques d'étiage Figure 9 : Inventaire des prélèvements en nappe : situation des forages déclarés captant l'aquifêre du Jurassique moyen Figure 10 : Débits prélevés par forage Figure 11 : Organigramme des apports des aquifêres en amont de Poitiers LISTE DES TABLEAUX Tableau 1 : Etat récapitulatif des données hydrométriques dans le bassin du Clain LISTE DES ANNEXES Annexe 1 : Fiches de résultat des jaugeages Annexe 2 : Inventaire des prélèvements en rivière (source DDAF et DDE) Annexe 3 : Inventaire des prélèvements en nappe Rapport R 38694 Décembre 1995 3 Echanges nappe/rivière dans la haute vallée du Clain (Vienne) 1. INTRODUCTION Les périodes de sécheresse observées ces dernières années ont conduit les services gestionnaires de la ressource en eau à créer un observatoire des étiages, visant à définir des mesures aptes à limiter la baisse alarmante du niveau des rivières dans le département de la Vienne et en particulier celui du Clain au niveau de la ville de Poitiers. Cet observatoire qui réunit l'ensemble des utilisateurs ou gestionnaires de la ressource en eau dispose des données hydrologiques et hydrogéologiques de type pluviométrie-débit des cours d'eau - niveau des nappes pour proposer des actions coordonnées afin de minimiser l'impact d'une éventuelle sécheresse sur l'environnement. C'est dans ce cadre que le BRGM Service Géologique Régional Poitou-Charentes est intervenu pour étudier plus en amont les mécanismes qui génèrent en définitif les débits transitant par le Clain, à Poitiers. Cette étude constitue une première phase d'acquisition des données de base indispensables pour orienter les travaux de recherche et compréhension du fonctionnement hydrogéologique du bassin versant du Clain. Les objectifs consistent à identifier les différentes composantes des débits d'étiage observés à Poitiers ainsi que la localisation et l'importance des prélèvements en rivière et en nappe. Rapport R 38694 Décembre 1995 4 Echanges nappe/rivière dans la haute vallée du Clain (Vienne) 2. LE BASSIN VERSANT DU CLAIN On distinguera le bassin versant topographique du bassin versant hydrogéologique qui présente une discordance notable, essentiellement marquée sur le haut cours de la Dive, affluent du Clain en rive gauche, et dont la source est située dans le sud du département des Deux-Sèvres. 2.1. SITUATION ET MORPHOLOGIE Le bassin versant du Clain, en amont de la ville de Poitiers, se développe sur une superficie atteignant près de 2000 km2. Il concerne le département de la Vienne, ainsi que celui des Deux- Sèvres, par l'intermédiaire de son affluent, la Vonne, dont le cours, orienté Nord-Ouest - Sud- Est est calqué sur l'axe du seuil du Poitou, joignant l'extrémité Sud-Est du massif armoricain à la bordure Nord-Ouest du massif central (cf. figure 1). Le réseau hydrographique actuel est fortement influencé par la tectonique régionale, suivant les directions tectoniques sud-armoricaine ou N60°, notamment les cours du Clain et de la Clouère. 2.2. CONTEXTE GEOLOGIQUE Le bassin du Clain se développe sur l'axe central du seuil du Poitou, qui se présente comme un large anticlinal à grand rayon de courbure dont une partie seulement de la couverture a été conservée. Les dépôts, d'âge Jurassique, présentent essentiellement des faciès carbonates peu profonds (calcaires oolithiques notamment). L'épaisseur totale de cette couverture ne dépasse généralement pas une centaine de mètres. Sur le plan structural, les accidents majeurs du socle ont rejoué au tertiaire, selon trois axes principaux, dont deux recoupent le bassin versant du Clain. Ces derniers font affleurer le socle granitique dans la vallée du Clain, au horst de Ligugé, immédiatement au sud de Poitiers, ainsi que plus au sud, au horst de Champagné-Saint-Hilaire, en rive droite du Clain. 2.3. CONTEXTE HYDROGEOLOGIQUE On distingue deux formations géologiques sur le bassin versant du Clain, susceptibles de renfermer une nappe d'importance régionale. II s'agit d'une part des calcaires et dolomies du Lias, et d'autre part des calcaires du Jurassique moyen. Rapport R 38694 Décembre 1995 5 Echanges nappe/rivière dans la haute vallée du Clain (Vienne) ~1 0 IÛ bO km Faille principale Bassin du Clain Jurassique supérieur inlEiieu< et moyen üocle primai'E Situation de la toupe géologique de la ligure 2 FIGURE 1 : CADRE GEOLOGIQUE REGIONAL Rapport R 38694 12/1995 Echanges nappe/rivière dans la haute vallée du Clain (vienne) Localement, la nappe alluviale du Clain est représentée essentiellement entre Poitiers et Vivonne et les massifs granitiques des extrémités sud et ouest du bassin ne renferment que des ressources limitées, liées à l'intensité de la fracturation ayant affecté ces massifs. La coupe géologique de la figure 2 présente la disposition relative des différents aquifères. 2.4. NOTION DE BASSIN HYDROGEOLOGIQUE La carte de la figure 3 représente le bassin hydrogéologique du Clain, qui a été délimité d'après les cartes piézométriques du département de la Vienne, à l'échelle du 1/100 000 (réalisée en 1977), et de celle concernant la zone sédimentaire des Deux-Sèvres, à l'échelle du 1/50 000 (réalisée en 1975). Les principales discordances connues entre les bassins hydrographique et hydrogéologique se situent dans le bassin de la Dive du Sud (secteur de Rom) où la totalité des eaux en été et leur majeure partie en hiver reconstituent le cours perenne de la Sèvre niortaise au niveau de la partie haute de son cours. Rapport R 38694 Décembre 1995 7 Echanges nappe/rivière dans la haute vallée du Clain (Vienne) BORDURE DU SYNCLINAL DE LEZAY PLATEAU DE COUHÉ A ROMAGNE HORST DE CHAMPAGNÉ-SAINT-HILAtRE EST TERTIAIRE Mio-Pliocène Formations détritiques Oes plateaux, plus ou moins résiduelles Toarcien m-p$ m-pS - Faciès a silex 174 Calcaires argileux et marnes fossilifères, marnes grises, argiles schisteuses m-pA - Faciès argileux et argilo-sableux et calcaires argileux Pliensbachien Eocèna-Oligocène !5-6 Calcaires bioclastiQues durs, fossilifères. « intercalations marneuses a la base et au sommât AOUIFERE ! Calcaires fins durs ou pulvérulents, calcaires argileux et argiles -g Hattangien-Sinômunen INFRA-TOARCIEN Dolomies grises ou rousses compactas et dolomies oolithiques poreuses.