Direction Départementale de l’Agriculture et de la Forêt des Sous-pôle police de l’eau

Appui à l’exercice de la police de l’eau souterraine

Incidence du forage AEP d’ (Vosges) sur la surface piézométrique locale de la nappe des grès du Trias inférieur

Etude réalisée dans le cadre des actions de Service public du BRGM 01-EAU-516

Décembre 2001 BRGM/RP-51391-FR

2 Rapport BRGM/RP-XXXXX-FR Direction Départementale de l’Agriculture et de la Forêt des Vosges Sous-pôle police de l’eau

Appui à l’exercice de la police de l’eau souterraine

Incidence du forage AEP d’Aydoilles (Vosges) sur la surface piézométrique locale de la nappe des grès du Trias inférieur

D. Nguyen-Thé

Etude réalisée dans le cadre des actions de Service public du BRGM 01-EAU-516

Décembre 2001 BRGM/RP-51391-FR

Rapport BRGM/RP-99999-FR 3 Incidence du forage AEP d’Aydoilles (Vosges) sur la surface piézométrique locale de la nappe des grès du Trias inférieur

Mots clés : Nappe, grès, Trias, AEP, forage, zone d’influence, Aydoilles, Vosges.

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

Nguyen-Thé D. (2001) – Incidence du forage AEP d’Aydoilles (Vosges) sur la surface piézométrique locale de la nappe des grès du Trias inférieur. Rapport BRGM/RP-51391-FR, 26 p., 6 fig., 2 ann.

© BRGM, 2001. Ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l'autorisation expresse du BRGM.

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Synthèse

ne procédure d’établissement de déclaration d’utilité publique est en cours pour Udéterminer des périmètres de protection autour du forage AEP d’Aydoilles aux grès du Trias inférieur, de code national 03402X0036.

Les élus des communes voisines de Charmois-devant-Bruyères, , Dompierre, Fontenay, Girecourt-sur-Durbion, , Gugnécourt, Méménil, et Viménil s’inquiètent de l’impact que pourrait avoir ce forage sur l’alimentation en eau potable de leurs collectivités.

A la demande de la Direction Départementale de l’Agriculture et de la Forêt des Vosges, nous présentons ici une évaluation quantitative de l’incidence des prélèvements effectués par ce forage.

A partir du calcul du rayon d’action du forage et de la détermination des cours d’eau qui sont des limites d’alimentation de la nappe des GTI, on peut déterminer quelle est la zone d’influence du forage, à savoir moins de 900 mètres pour un pompage continu de 5 heures et environ 1500 mètres pour un pompage continu de 15 heures.

Il en ressort que le forage d’Aydoilles n’a aucune incidence sensible sur la pérennité d’alimentation en eau potable des dix communes citées ci-dessus, dont le plus proche prélèvement se situe à plus de 1600 mètres de l’ouvrage.

Cependant, les captages de deux sources de Saint-Oger de la commune d’Epinal sont influencés par le forage d’Aydoilles lorsqu’on y réalise des pompages de plus de 5 heures. Des alternatives sont possibles pour augmenter les prélèvements au forage sans affecter ces deux sources : sur 24 heures, réaliser trois pompages de 4 heures séparés par des périodes d’inactivité du forage de 4 heures et augmenter le débit de pompage à 50 m3.h-1.

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4 Rapport BRGM/RP-51391-FR Incidence du forage AEP d’Aydoilles (Vosges) sur la surface piézométrique locale de la nappe des grès du Trias inférieur

Sommaire

Synthèse...... 3

Sommaire ...... 5

Liste des figures ...... 6

Liste des annexes...... 6

Introduction et objectif...... 7

1. Cadres géologique et hydrogéologique ...... 9

2. Evaluation de l’incidence du forage d’Aydoilles sur la surface piézométrique locale de la nappe des GTI ...... 13 2.1 Analyse piézométrique ...... 13 2.2 Impact hydrodynamique du forage ...... 14 2.2.1 Remarques préliminaires...... 14 2.2.2 Evaluation de l’impact...... 14 2.3 Approche numérique ...... 18 2.4 Incidences éventuelles sur les deux sources de Saint-Oger de la commune d’Epinal...... 21 2.4.1 Augmenter la durée de prélèvement au-delà de 5 heures d’affilées...... 21 2.4.2 Organiser l’exploitation en cycles de pompage de 4 heures...... 21

Conclusion...... 23

Bibliographie...... 25

Annexes ...... 27

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Liste des figures

Figure 1 – Contexte géographique du forage d’Aydoilles...... 9 Figure 2 – Cartes géologiques aux abords d’Aydoilles...... 10 Figure 3 – Cartes piézométriques de la nappe des GTI...... 13 Figure 4 – Schéma de l'influence d’un forage...... 17 Figure 5 – Influence du forage d’Aydoilles suivant la durée de pompage...... 19 Figure 6 – Influence spatiale au regad des territoires des communes voisines...... 20

Liste des annexes

Annexe 1 – Coupes du forage AEP d’Aydoilles et du sondage du GAEC d'Aydoilles...... 29 Annexe 2 – Coordonnées des captages AEP des environs d’Aydoilles...... 35

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Introduction et objectif

e Syndicat Intercommunal des Eaux des Bolottes qui regroupe les communes Ld’Aydoilles, de Longchamps et de Vaudéville (Vosges), exploite les eaux de la nappe des grès du Trias inférieur (GTI) par l’intermédiaire de trois captages. Deux de ces ouvrages captent depuis 1955 les deux sources des Bolottes qui sont situées sur les territoires des communes de Fontenay et de Méménil (Noëlle, 1988). Le troisième ouvrage est le forage d’Aydoilles (indice national 03402X0036), qui a été réalisé entre 1990 et 1991 sur le ban de la commune (Noëlle, 2000-a).

Pour protéger la ressource en eau qui est un patrimoine commun, la réglementation impose de définir autour de tout captage d’eau souterraine, des périmètres de protections immédiate, rapprochée ou éloignée (loi sur l’eau de janvier 1992). Dans ce sens, des périmètres de protection ont déjà été établis ou sont en cours de procédure pour les communes, ou pour les syndicats des eaux des communes de Fontenay, de Méménil, de la Commission Syndicale Girecourt-Padoux, et du SDE de Charmois- (communication de la DDAF des Vosges).

Le SIE des Bolottes a également entrepris de mettre en place une déclaration d’utilité publique pour son forage aux GTI. Cependant, les élus des communes de Charmois- devant-Bruyères, Deycimont, Dompierre, Fontenay, Girecourt-sur-Durbion, Grandvillers, Gugnécourt, Méménil, Padoux et Viménil remettent en cause le dossier déposé par le pétitionnaire (voir la localisation des communes sur la Figure 1). Ils craignent en effet que le forage, mis en place en 1991, ait un impact sur la pérennité de l’alimentation en eau potable de leurs communes.

La Direction Départemental de l’Agriculture et de la Forêt a donc demandé au BRGM de définir quelle est l’incidence de l’exploitation du forage d’Aydoilles sur les captages AEP de ces dix communes.

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1. Cadres géologique et hydrogéologique

Le substratum géologique de la commune d’Aydoilles est constitué de terrains du Trias inférieur. Ce sont des formations gréseuses qui affleurent selon un axe nord-est / sud- ouest sur dix à quinze de kilomètres de large. Elles plongent dans la direction perpendiculaire sous une couverture argilo-marneuse datée du Muschelkalk. Au sud-est, les grès reposent sur les formations granitiques et cristallophylliennes du massif des Vosges (Figure 2). L’ensemble de cette structure est découpé par des accidents de directions nord-est / sud-ouest d’une part, et nord-ouest / sud-est d’autre part.

*

PADOUX

GIRECOURT /DURBION

DOMPIERRE GUGNECOURT

GRANDVILLERS FONTENAY

VIMENIL AYDOILLES MEMENIL .

Forage d'Aydoilles

CHARMOIS DEYCIMONT -DEVANT- BRUYERES 5 km

Figure 1 – Contexte géographique du forage d’Aydoilles (fond IGN SCAN100® Région Lorraine, licence n°2001 CUFA 0141).

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La série complète de cette formation gréseuse est attribuée au Buntsandstein et elle est constituée de bas en haut par (BRGM, 1985 et Noëlle, 2000-b) :

· le grès vosgien. Sa puissance est d’environ 85 mètres dans le secteur de Deycimont. C’est un grès à grain moyen à grossier, souvent conglomératique, de couleur rose, avec des lentilles silto-argileuses de faible extension horizontale mais dont l’épaisseur peut dépasser le mètre ;

· le conglomérat principal. Il s’agit d’un poudingue composé de galets de quartz et quartzite bien roulés, qui peuvent atteindre 25 centimètres, dans une matrice gréseuse. Il est coiffé d’une zone-limite violette, constituée de dolomie ou de grès à cornaline. Cette formation, dont l’épaisseur est à peu près de 20 mètres, constitue un niveau formant des reliefs en raison d’une cimentation plus complète du grès relativement aux autres formations au-dessus et en dessous ;

· les couches intermédiaires. Ce sont des grès à grain grossier à fin, avec des lentilles d’argile, parfois conglomératiques à la base. Leur épaisseur est d’environ 55 mètres ; · le grès à Voltzia. C’est un grès fin et micacé comportant des lits d’argile, dont la puissance fait 25 mètres en moyenne. On peut le différencier en deux ensembles : le grès à meule et le grès argileux qui surmonte le premier.

Au-dessus de la série du Trias inférieur se trouve des terrains du Muschelkalk qui débutent ici par le grès coquillier.

Figure 2 – Cartes géologiques aux abords d’Aydoilles (à droite : BRGM, 1985).

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Le forage d’Aydoilles a été foncé, jusqu’à 149 mètres de profondeur. Les coordonnées du site sont (zone Lambert I) : X = 915 130, Y = 1 064 070 ; sa cote est : Z = 425 m EPD. Les terrains qui ont été rencontrés sur les 25 premiers mètres sont du conglomérat principal. Au-delà, jusqu’au fond de l’ouvrage, il s’agit des grès vosgiens (annexe 1).

La formation des grès du Trias inférieur contient une nappe d’eau souterraine qui constitue une ressource en eau de premier ordre en Lorraine. Le secteur d’étude correspond à une partie de la zone d’alimentation de cet aquifère, près des reliefs vosgiens (zone où, globalement, la nappe est libre). L’importance de la pluviosité, conjuguée à la bonne perméabilité des terrains et à leur relief, entraîne la présence de nombreuses émergences qui sont captées pour l’alimentation en eau potable des collectivités locales. Le jeu des failles peut aussi être à l’origine de sources de fractures (Noëlle, 2000-b) et cette fracturation peut améliorer la perméabilité de l’aquifère (Maïaux, 1977 et 1978). Au forage d’Aydoilles, les premières venues d’eau ont été rencontrées vers 45 mètres de profondeur, soit environ à 380 m EPD, alors que le niveau statique de l’eau s’établit entre 22 et 23 mètres sous la surface du sol. Ceci souligne le caractère semi-captif de cette nappe dans ce secteur, même lorsque la formation gréseuse est affleurante (Noëlle, 1992). Ricour (1981) avait déjà noté que cette nappe pouvait être localement en charge sous des niveaux argilo-gréseux contenus dans le grès vosgien.

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2. Evaluation de l’incidence du forage d’Aydoilles sur la surface piézométrique locale de la nappe des GTI

2.1 ANALYSE PIEZOMETRIQUE

La carte piézométrique de la nappe des grès du Trias inférieur, réalisée au 1/200 000ème (Babot et Mangold, 1972), montre l’allure générale de la surface piézométrique, et en particulier près d’Epinal, elle indique que l’aquifère est drainé par la qui constitue une limite à charge imposée pour le système hydrogéologique (Figure 3, gauche).

320

330

.Forage 14 32 . 430 . 36 400 . 16 440 . 400 15 . 450 6 420 . 460 380 7 . 405 410 La Moselle . 340 30. 360 29

.32 Captage 380 Isopièze (m NGF) 430 Isopièze (m EPD) Ecoulement Ecoulement 2 km 500 m

Figure 3 – Cartes piézométriques de la nappe des GTI (à gauche, selon Babot et Mangold en 1972 ; à droite, détail selon cette étude).

A partir des données piézométriques locales disponibles (cotes des sources et niveau d’eau dans le forage d’Aydoilles – coordonnées en annexe 2), on peut préciser la physionomie de la surface piézométrique. Ces données sont disparates. On considèrera cependant que dans le secteur d’étude des environs de la commune d’Aydoilles, l’eau qui s’infiltre et alimente la nappe phréatique des grès du Trias inférieur circule dans l’aquifère jusqu'à ses exutoires naturels que sont les sources. L’eau s’écoulant des potentiels hydrauliques les plus élevés vers ceux les plus bas, on retrouve, à cette échelle d’observation, que le réseau hydrographique draine la nappe (Figure 3 de droite, sur le fond IGN SCAN25).

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A l’échelle locale, on remarque la relation qui existe entre les ruisseaux des environs d’Aydoilles et la nappe des grès du Trias inférieur. Au niveau des forêts d’Aydoilles, de Fontenay et de Méménil, l’aquifère des grès du Buntsandstein est ainsi dans un contexte hydrologique de tête de bassin. Dans ces conditions, les émergences constituent des conditions aux limites mixtes (Ledoux, 1986) : les sources fonctionnent en trop-pleins pour la nappe. Tant que le flux sortant de l’aquifère par une source n’est pas nul, la charge hydraulique est imposée à la cote topographique de la source ; à partir du moment où la source est tarie (si elle l’est en période d’étiage par exemple), la charge est libre d’évoluer (elle est bien entendu inférieure à la cote de la source).

2.2 IMPACT HYDRODYNAMIQUE DU FORAGE

2.2.1 Remarques préliminaires

De la remarque précédente, il résulte que le forage d’Aydoilles peut avoir une influence sur les captages des sources avoisinantes. L’effet sur la source du Rond-Chêne lors de la réalisation de pompages d’essai à cet ouvrage d’Aydoilles, en octobre 1990 et en août 1991, illustre ainsi cette situation. Après quatre heures de pompage au forage, le débit de la source s’est totalement annulé (Noëlle, 1991 et 1992).

L’influence du pompage doit cependant être relativisée si l’on descend plus vers l’aval des ruisseaux. A partir du moment où l’amont des cours d’eau n’est pas affecté par le pompage, ces cours d’eau constituent des limites à charge imposée tant que leurs débits sont suffisants pour subvenir au prélèvement effectué par le pompage (on retrouve le cas usuel d’une limite à charge imposée par une rivière).

2.2.2 Evaluation de l’impact

L’évaluation de l’incidence du forage d’Aydoilles sur la surface piézométrique de la nappe des GTI va permettre de déduire l’influence du forage sur les captages des sources d’émergence de cette nappe.

Une propriété fondamentale de l’équation de la diffusivité qui décrit les écoulements dans un milieu poreux est le principe de superposition des solutions dans le cas d’une nappe captive. Si pour un régime (1) donné d’écoulement de la nappe (apports par les précipitations et pertes par les exutoires) la surface piézométrique de la nappe est h(1), et si pour un pompage (2) dans un milieu dont les caractéristiques hydrodynamiques sont homogènes à celles de l’aquifère on a un rabattement s(2), la surface piézométrique de la nappe soumise au pompage est, en tout point, donnée par la différence de : h(1) - s(2).

14 Rapport BRGM/RP-51391-FR Incidence du forage AEP d’Aydoilles (Vosges) sur la surface piézométrique locale de la nappe des grès du Trias inférieur

· Secteur captif de la nappe des GTI

Dans la partie 1 de ce rapport il est mentionné que la nappe des grès du Trias inférieur peut être définie comme une nappe semi-captive voire captive. Lors de l’essai de pompage de longue durée du 7 et 8 août 1991, après 15 heures de pompage à 51 m3.h-1, le rabattement de la nappe observé au forage était de 8,9 mètres, soit un niveau dynamique de 393,2 m EPD, supérieur à la cote du toit local de la nappe, situé à 380 m EPD (première arrivée d’eau dans le forage d’Aydoilles) ce qui confirme le caractère captif local de la nappe même pendant un pompage tel que défini précédemment.

· Partie libre de la nappe des GTI

A une certaine distance du forage la captivité de l’aquifère peut être remise en cause étant donné que les lentilles silto-argileuses contenues dans le grès vosgien sont de faible extension horizontale. La coupe du forage d’Aydoilles permet de préciser l’épaisseur locale du grès vosgien : elle est d’au moins 124 mètres. On peut déterminer plus précisément la puissance de ce niveau puisque d’une part l’épaisseur totale des GTI est de 250 mètres sous recouvrement sur la commune d’Aydoilles (Babot et Mangold, 1972), et d’autre part l’épaisseur du conglomérat principal, des couches intermédiaires et du grès à Voltzia fait au plus 101,5 mètres d’après le sondage du GAEC d’Aydoilles, d’indice national 03402X0037 (annexe 1). Par différence des deux épaisseurs il vient que la puissance du grès des Vosges au niveau du forage AEP d’Aydoilles doit être au moins de 148,5 mètres. L’épaisseur mouillée du grès vosgien est donc supérieure à 100 mètres : au moins 148,5 mètres de grès des Vosges auquel on soustrait entre 22 mètres (niveau statique de l’eau au forage) et 45 mètres (profondeur des premières venues d’eau). Pour un rabattement de 8,9 mètres (essai de pompage de longue durée d’août 1991) la variation d’épaisseur mouillée de grès vosgien dans le secteur d’Aydoilles où la nappe n’est pas captive est ainsi inférieure à 10 %. Dans ces conditions, on considérera que la transmissivité des GTI est constante, et que dans les cas où la nappe n’est pas captive, l’équation de la diffusivité qui la décrit, revêt le formalisme du régime captif (de Marsily, 1994). Autrement dit, cette équation est linéaire et l’on peut appliquer localement à l’aquifère des grès du Trias inférieur le principe de superposition.

Une première solution particulière de l’équation de la diffusivité pour la nappe des grès du Buntsandstein a été décrite sur la carte piézométrique locale (Figure 3 de droite). Une deuxième solution particulière a été utilisée lors de l’interprétation des essais de pompage de 1990 et 1991. La transmissivité de la nappe a été calculée par la méthode de Jacob à partir de graphiques semi-logarithmiques (Noëlle, 1991 et 1992) selon la formule (1). Le coefficient d’emmagasinement n’a pu être déterminé puisqu’il n’existait pas de mesures de l’effet des pompages sur des piézomètres voisins. Toutefois l’interprétation de Jacob se justifiait à partir des données de la littérature. Les valeurs du coefficient d’emmagasinement de la nappe des GTI sous recouvrement situées les plus près du secteur d’Aydoilles sont comprises entre 9,0.10-5 et 5,6.10-3 (Noël, 1997). D’une manière générale, pour un aquifère gréseux libre, le coefficient d’emmagasinement est

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d’au plus 4,1.10-1 (Spitz et Moreno, 1996). On en déduit que le paramètre u défini dans l’équation (2), est inférieur à 0,05 dès que le temps est supérieur à 12 secondes, avec le rayon du forage 0,1 mètre et une transmissivité de 1,7.10-3 m2.s-1 (Noëlle, 1991 et 1992), ce qui de manière usuelle valide l’utilisation de la méthode de Jacob. Q 2,25* T * t s = 0,183* *log (1) T r 2 *S r² *S u = (2) 4* T * t R = 1,5* T * t /S (3) Q s = * W(u) (4) 4* p*T avec : Q : débit de pompage (m3.s-1) ; R : rayon d’action du forage (m) ; r : distance au forage du point considéré (m) ; s : rabattement à la distance r de l’axe du forage (m) ; S : coefficient d’emmagasinement de la nappe (sans dimension) ; t : durée de pompage (s) ; T : transmissivité de la nappe (m2.s-1) ; u : variable d’intégration (sans dimension) ; W(u) : fonction du puits qui est tabulée et connue.

Les hypothèses de base de la formule de Jacob sont également considérées comme remplies, puisque :

· le forage capte la nappe sur une grande partie de son épaisseur ; · le forage d’Aydoilles étant le seul forage du secteur, la nappe est considérée au repos avant un pompage en celui-ci ; · on peut considérer que le milieu est infini à l’échelle du problème. De la même manière, les accidents tectoniques qui affectent les grès du Trias inférieur ne devraient pas, à l’échelle du problème, entraîner une hétérogénéité et une anisotropie du milieu en terme de perméabilité. En effet, pour la majorité d’entre elles, les sources ne sont pas localisées sur des fractures majeures, et le réseau hydrographique ne suit pas ces fractures (à l’exception du ruisseau d’Argent dans la commune de Charmois-devant-Bruyères). On considère ainsi que la fracturation est prise en compte de manière globale dans la perméabilité ; · l’hypothèse des charges constantes sur une verticale peut être remise en cause puisqu’on est en tête de bassin. Cependant, le rapport entre l’épaisseur de la formation des grès du Buntsandstein sur son extension horizontale entraîne une distorsion des isopièzes qui tend à remplir cette condition.

16 Rapport BRGM/RP-51391-FR Incidence du forage AEP d’Aydoilles (Vosges) sur la surface piézométrique locale de la nappe des grès du Trias inférieur

Le rayon d’action R d’un forage est une grandeur fictive qui est défini par l’équation (3) et qui correspond à la distance au forage au-delà de laquelle le rabattement calculé par l’équation de Jacob (1) est nul. Ce rayon d’action dépend du temps de pompage mais il ne dépend pas du débit de prélèvement. Le débit donne simplement l’amplitude du rabattement. Il faut également mentionner que le profil piézométrique du cône de rabattement est de type logarithmique selon Jacob, ce qui constitue une deuxième atténuation de l’effet d’un pompage : le rabattement est important seulement à proximité du captage ; au fur et à mesure que l’on s’éloigne du forage le rabattement devient négligeable.

Il en vient finalement que la superposition de la surface piézométrique en régime naturel (Figure 3 de droite) avec le cône de rabattement circulaire théorique généré par le pompage seul est une solution de l’équation de la diffusivité. L’incidence d’un pompage au forage d’Aydoilles sur la surface piézométrique de la nappe des grès du Trias inférieur, est donc définie à partir du calcul du rayon d’action du forage qui indique la distance au-delà de laquelle le forage n’a plus aucune incidence sur la nappe. On retrouve ainsi le schéma classique définissant la zone d’influence d’un forage (Figure 4), avec dans notre cas une zone d’influence circulaire.

(Exagération de l’échelle verticale)

Figure 4 – Influence d’un forage d’après Lallemand-Barrès et Roux (1999).

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2.3 APPROCHE NUMERIQUE

Pour résumer les propos précédents, nous allons déterminer l’influence d’un pompage au forage d’Aydoilles en calculant le rayon d’action R du forage par l’équation (3), cette influence étant atténuée par les ruisseaux lorsque leurs parties amont ne sont pas atteintes par le rayon d’action ainsi déterminé.

En prenant :

· T = 1,7.10-3 m2.s-1 · S = 9.10-5 (afin de majorer le rayon d’action) · et en considérant que le milieu a une perméabilité homogène (prise en compte globale de la fracturation) on obtient :

· pour 5 heures de pompage, R = 875 m · pour 15 heures de pompage, R = 1515 m

Afin d’évaluer la précision de ce calcul puisque l’approximation logarithmique de Jacob n’est plus exacte pour les faibles rabattements, on calcul par la formule de Theis (équation 4) les rabattements à 875 et 1515 mètres du forage après respectivement 5 heures et 15 heures de pompage. Pour les deux calculs, on trouve que W(u) est voisin de 0,54 et ainsi que les rabattements sont infimes (inférieurs au millimètre) ce qui confirme les deux rayons d’action.

18 Rapport BRGM/RP-51391-FR Incidence du forage AEP d’Aydoilles (Vosges) sur la surface piézométrique locale de la nappe des grès du Trias inférieur

.37 Ouvrages d'indices nationaux : 03401X00_ _ Ouvrages d'indices nationaux : 03402X00_ _

.05

14 . .32 .36 .16 Forage .12 .15 .06 14 .13 . 07 . 92 R, 5h00 . .15 . 30 . 29 R, 15h00 89 90 . . 88 . 87 . . 27 21 . . . 93 .86 25 .. .22 28 26 09 .23 ..10 .24 08 . 17 500 m .

Figure 5 – Influence du forage d’Aydoilles, après 5 heures et après 15 heures de pompage.

D’après Allemmoz (2000-a) la durée de pompage journalière au forage d’Aydoilles est d’environ 5 heures. Lors de la visite des captages des sources du Rond-Chêne, de Fontenay et de Méménil et du forage d’Aydoilles effectuée par le BRGM le 29 novembre 2001, le fontainier nous a confirmé que la durée de pompage au forage était au maximum de 5 heures par jour à 40 m3.h-1 (lorsqu’il faut remettre à niveau un des deux réservoirs du SIE des Bolottes après sa vidange pour son entretien).

Il en résulte que l’influence du forage d’Aydoilles est limitée à moins de 900 mètres dans les conditions d’exploitation habituelles de 5 heures de pompage par jour. Il apparaît que dans ce cas, seuls les captages des sources de Saint-Oger d’indices nationaux 03402X0029 et 03402X0030 de la commune d’Epinal (Battarel, 1975) sont soumis à l’influence du forage d’Aydoilles (Figure 5 sur laquelle sont indiqués tous les captages AEP des différentes communes au voisinage du forage d’Aydoilles – voir leurs coordonnées en annexe 2). Néanmoins il faut se rappeler que cette influence est minime étant donné que ces captages sont situés à la limite du rayon d’action. Le gestionnaire de ces captages nous a d’ailleurs confirmé que depuis la mise en service du forage d’Aydoilles les deux ouvrages de Saint-Oger avaient toujours fonctionné en trop-plein, même en période d’étiage, et qu’aucune baisse de débit n’avait été constatée (communication orale de la Lyonnaise des Eaux du 29 novembre 2001). Par conséquent, dans le cas d’une exploitation de 5 h.j-1, aucun captage des environs d’Aydoilles n’est significativement affecté par le pompage.

Rapport BRGM/RP-51391-FR 19 Incidence du forage AEP d’Aydoilles (Vosges) sur la surface piézométrique locale de la nappe des grès du Trias inférieur

Pour une durée de pompage de 15 heures (voir les débits maximums préconisés dans la note explicative de l’enquête préliminaire à la déclaration publique ; DDAF, 2000), l’impact du forage d’Aydoilles est là aussi limité. Le ruisseau d’Argent n’est pas atteint (ce qui permet de remplir la condition d’homogénéité et d’isotropie du milieu) et de nouveau, seuls les captages de Saint-Oger de la commune d’Epinal sont affectés par le pompage au forage d’Aydoilles.

La pérennité des alimentations en eau potable des communes précitées en introduction (Figure 6) n’est donc pas remise en cause par l’exploitation du forage AEP d’Aydoilles telle qu’elle est définie dans la note explicative de l’enquête publique préalable à la déclaration d’utilité publique (15 heures de pompage quotidien à 40 m3.h-1, soit une exploitation de 600 m3.j-1).

*

PADOUX

GIRECOURT DOMPIERRE /DURBION

GUGNECOURT GRANDVILLERS

FONTENAY MEMENIL VIMENIL Impact après Aydoilles 15 heures de pompage .

Forage d'Aydoilles

CHARMOIS DEYCIMONT Impact après -DEVANT- BRUYERES 5 heures de pompage 5 km

Figure 6 – Influence spatiale restreinte du forage d’Aydoilles au regard des territoires des communes voisines.

20 Rapport BRGM/RP-51391-FR Incidence du forage AEP d’Aydoilles (Vosges) sur la surface piézométrique locale de la nappe des grès du Trias inférieur

2.4 INCIDENCES EVENTUELLES SUR LES DEUX SOURCES DE SAINT- OGER DE LA COMMUNE D’EPINAL

Les conditions discutées ci-dessus induisent en revanche, comme nous venons de le voir, qu’il existe une influence du prélèvement effectué au forage d’Aydoilles sur les sources de Saint-Oger (références 29 et 30 sur la figure 5) au-delà de 5 heures de pompage. Ces deux sources sont en effet situées en limite de la zone d’influence de 5 heures de pompage.

Dans le cas éventuel où la consommation d’eau du SIE des Bolottes augmenterait dans le futur et nécessiterait de pomper plus de 200 m3 d’eau par jour, c’est à dire s’il fallait accroître le régime d’exploitation actuel du forage, deux options se présenteraient :

2.4.1 Augmenter la durée de prélèvement au-delà de 5 heures d’affilées

Si l’on souhaitait augmenter la durée de prélèvement au-delà de 5 heures d’affilées, la précaution suivante serait à envisager. Il faudrait réaliser au préalable, au forage d’Aydoilles, des tests de pompages d’une durée supérieure à 5 heures, pour mesurer l’impact précis de ces pompages sur les deux captages de Saint-Oger, d’indices nationaux 03402X0029 et 03402X0030.

2.4.2 Organiser l’exploitation en cycles de pompage de 4 heures

Des solutions alternatives pourraient également être envisagées afin d’éviter que la zone d’influence du forage d’Aydoilles n’affecte les deux sources de Saint-Oger :

· organiser l’exploitation quotidienne du forage d’Aydoilles en périodes de pompage de 4 heures chacune, séparées par des périodes d’inactivité d’au moins 4 heures, pour permettre à la nappe de retrouver son niveau statique initial. Le débit de pompage étant de 40 m3.h-1, en 24 heures les prélèvements dans la nappe au forage s’élèveraient à 480 m3 (3 fois 4 heures de pompage) sans qu’aucun captage aux alentours de la commune d’Aydoilles ne soit affecté ;

· utiliser au forage d’Aydoilles une pompe d’une puissance supérieure à celle de l’actuelle, par exemple une pompe permettant de débiter 50 m3.h-1 comme cela avait été prévu à l’issue des première et deuxième phases des travaux de construction du forage. En 4 heures d’exploitation on pourrait obtenir 200 m3 d’eau, et en triplant les périodes d’exploitation journalière on pourrait en fin de compte récupérer 600 m3 d’eau par jour.

En résumé, les prélèvements au forage d’Aydoilles peuvent être augmentés jusqu’à 600 m3.j-1 sans qu’ils n’aient une influence sur les deux sources de Saint-Oger d’indices nationaux 03402X0029 et 03402X0030 de la commune d’Epinal, si l’on organise strictement l’exploitation du forage en cycles de pompage de 4 heures séparés par des périodes d’inactivité de 4 heures.

Rapport BRGM/RP-51391-FR 21 Incidence du forage AEP d’Aydoilles (Vosges) sur la surface piézométrique locale de la nappe des grès du Trias inférieur

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Conclusion

’influence de l’exploitation du forage AEP d’Aydoilles sur la nappe des grès du LTrias inférieur peut être décrite à partir du calcul du rayon d’action du forage, modulé par la présence de ruisseaux qui constituent des limites d’alimentation pour l’aquifère.

On a montré que dans les conditions d’exploitation actuelles du forage (5 heures de pompage journalier à 40 m3.h-1) aucun captage de source n’est significativement influencé par le forage d’Aydoilles.

Dans le cas où l’on augmenterait la durée de pompage jusqu’à 15 heures par jour, seuls les captages AEP des deux sources de Saint-Oger de la commune d’Epinal seraient affectés. Une gestion alternative par cycles de pompage et périodes d’inactivité de 4 heures chacun du forage d’Aydoilles et l’augmentation du débit de prélèvement à 50 m3.h-1 éviteraient que le forage n’ait une influence sur ces deux sources et permettraient de prélever jusqu’à 600 m3 d’eau par jour.

En fin de compte, l’exploitation du forage d’Aydoilles n’a aucune incidence sur la pérennité d’alimentation en eau potable des communes de Charmois-devant-Bruyères, Deycimont, Dompierre, Fontenay, Girecourt-sur-Durbion, Grandvillers, Gugnécourt, Méménil, Padoux et Viménil.

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Annexes

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Incidence du forage AEP d’Aydoilles (Vosges) sur la surface piézométrique locale de la nappe des grès du Trias inférieur

Annexe 1 – Coupes géologique et technique du forage AEP d’Aydoilles d’indice national 03402X0036.

Coupe géologique du sondage du GAEC d’Aydoilles de code national 03402X0037.

Rapport BRGM/RP-51391-FR - Annexe 1 Incidence du forage AEP d’Aydoilles (Vosges) sur la surface piézométrique locale de la nappe des grès du Trias inférieur

Forage AEP d’Aydoilles

Indice national : 03402X0036

(D’après Noëlle, 1993)

Rapport BRGM/RP-51391-FR - Annexe 1 Incidence du forage AEP d’Aydoilles (Vosges) sur la surface piézométrique locale de la nappe des grès du Trias inférieur

Sondage du GAEC d’Aydoilles

Indice national : 03402X0037

Coupe géologique

Profondeur (m) Stratigraphie – Lithologie de à 0,00 1,50 Muschelkalk inférieur – Argile gréseuse jaune Muschelkalk inférieur à Buntsandstein supérieur – Grès 1,50 55,00 bariolés compacts 55,00 82,00 Buntsandstein supérieur – Grès rose dur Buntsandstein moyen – Conglomérat compact puis altéré 82,00 102,00 (conglomérat principal) 102,00 115,00 Buntsandstein moyen – Grès rose plus ou moins argileux

115,00 118,00 Buntsandstein moyen – Argile rouge compacte

Rapport BRGM/RP-51391-FR - Annexe 1

Incidence du forage AEP d’Aydoilles (Vosges) sur la surface piézométrique locale de la nappe des grès du Trias inférieur

Annexe 2 – Coordonnées des captages AEP des environs d’Aydoilles.

Rapport BRGM/RP-51391-FR – Annexe 2 Incidence du forage AEP d’Aydoilles (Vosges) sur la surface piézométrique locale de la nappe des grès du Trias inférieur

Indice X Y Z Utilisation Nature Commune 03401X0012 913 250 1 064 090 353,00 EPD AEP Source

03401X0013 913 170 1 063 770 362,00 EPD AEP Source Epinal

03401X0014 912 750 1 063 610 349,00 EPD AEP Source Deyvillers

03401X0015 912 100 1 063 450 344,00 EPD AEP Source Deyvillers

03401X0021 912 590 1 062 620 376,00 EPD Source Deyvillers

03401X0022 912 920 1 062 320 390,00 EPD Source Aydoilles

03401X0023 913 940 1 062 160 379,00 EPD Source Aydoilles

03401X0024 913 500 1 061 950 384,00 EPD Source Epinal

03401X0086 913 870 1 062 480 360,00 EPD AEP Source Epinal

03401X0087 913 530 1 062 680 354,00 EPD AEP Source Epinal

03401X0088 913 450 1 062 750 355,00 EPD AEP Source Epinal

03401X0089 913 450 1 062 880 353,00 EPD EAP Source Epinal

03401X0090 912 800 1 062 900 360,00 EPD AEP Source Epinal

03401X0092 913 070 1 063 670 350,00 EPD AEP Source Epinal

03401X0093 913 420 1 062 550 AEP Source Epinal

03402X0005 918 320 1 065 670 695,00 EPD AEP Source Méménil

03402X0006 917 060 1 064 000 455,00 EPD Source Méménil

03402X0007 917 250 1 063 670 468,00 EPD Source Méménil

03402X0008 915 290 1 061 670 403,00 EPD AEP Source la Baffe

03402X0009 917 300 1 062 150 445,00 EPD AEP Source Charmois-devant-Bruyères

03402X0010 917 370 1 062 100 447,00 EPD AEP Source Charmois-devant-Bruyères

03402X0014 915 050 1 064 380 405,00 EPD Eau Source Aydoilles

03402X0015* 917 280 1 064 090 445,00 EPD AEP Source Fontenay

03402X0016* 917 370 1 064 160 440,00 EPD AEP Source Méménil

03402X0017 916 590 1 061 380 427,00 EPD Sondage Charmois-devant-Bruyères

03402X0025 915 080 1 062 660 405,00 EPD AEP Source Epinal

03402X0026 915 380 1 062 430 415,00 EPD AEP Source Epinal

03402X0027 915 260 1 062 590 440,00 EPD AEP Source Epinal

03402X0028 915 222 1 062 440 390,00 EPD AEP Source Epinal

03402X0029 915 150 1 063 320 404,00 EPD AEP Source Epinal

03402X0030 915 030 1063 400 399,00 EPD AEP Source Epinal

03402X0032 916 710 1 064 400 430,00 EPD AEP Source Fontenay

03402X0036 915 130 1 064 070 425,00 EPD AEP Forage Aydoilles

03402X0037 914 400 1 066 030 381,00 EPD Sondage Aydoilles

Les coordonnées sont données en Lambert zone I. (*) Le positionnement de l’ouvrage semble erroné (Allemmoz, 2000-b).

Rapport BRGM/RP-51391-FR - Annexe 2 BRGM SERVICE GEOLOGIQUE REGIONAL LORRAINE 1, avenue du Parc de Brabois – 54500 VANDOEUVRE-LES-NANCY – France Tél. : 03.83.44.81.49 – Fax : 03.83.44.15.18