ASSOCIATION SYNDICALE D'IRRIGATION DE BAPAUME-CROISILLES (62) DIRECTION DEPARTEMENTALE DE L'AGRICULTURE DU PAS-DE-CALAIS BRGM AGENCE DE L'EAU ARTOIS-PICARDIE ETUDE GENERALE DES RESSOURCES EN EAU POUR L'IRRIGATION C. DUBOST BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES établissement public à caractère industriel et commercial Siège : Tour Mirabeau 39-43. quai André-Citroèn 75739 Paris cedex 15. France Tél.: (33| 1 40.58.89.00 Télex : BRGM 780258 F Télécopieur : (33) 1 40.58.89.33 R.C. 58 B 5614 Paris SIRET : 58205614900419 Rapport R 30384 NPC 4S 90 Lézennes, le 19 janvier 1990 Service Géologique Régional Nord - Pas-de-Calais Fort de Lézennes - Lézennes 59260 Hellemmes Lille. France Tél.: (33) 20.91.38.19 Télécopieur : (33) 20.05.54.87 1 RESUME Cette étude a pour but de localiser sur le territoire des communes appartenant à 1'ASSOCIATION SYNDICALE LIBRE D'IRRIGATION DE BAPAUME-CROISILLES, les zones favorables à 1' implantation de forages d'irrigation. La nappe de la craie présente dans les assises du Senonien et du Turonien est la seule nappe exploitable dans la région concernée. Ses caractéristiques ont été définies à partir d'ouvrages bibliographiques de synthèse et grâce à l'exploitation des paramètres de 76 captages d'eau potable implantés dans la secteur étudié. La décision de l'emplacement d'un forage est tributaire des contraintes naturelles locales: sens d'écoulement de la nappe, existence d'un système de fissures, qui doivent être précisées ultérieurement. De même des contraintes législatives liées à la déclaration, à l'autorisation et à la protection des captages doivent être prises en considération. 2 SOMMAIRE RESUME 1 - INTRODUCTION p. 3 2 - DOCUMENTS UTILISES p. 4 3 - GEOLOGIE P- 5 4 - HYDROGEOLOGIE p. 6 5 - CONCLUSION p. 19 Liste des planches Carte 1: Carte hydrogéologique générale Carte 2: Carte d'emplacement des captages AEP Liste des tableaux Tableau 1: Débits autorisés sur les captages existants p. 11 Tableau 2: Résultats des analyses chimiques p. 14 Liste des figures Figure 1: Chronique piézométrique de l'ouvrage n°Pz3 (Barastre) p. 8 Figure 2: Chronique piézométrique de l'ouvrage n°Pz5 (Guemappe) p. 9 3 1 - INTRODUCTION Sur proposition du BRGM NORD-PAS-DE-CALAIS n" 89/10201 en date du 18 octobre 1989, 1'ASSOCIATION SYNDICALE LIBRE D'IRRIGATION DE BAPAUME-CROISILLES a demandé au BRGM par l'intermédiaire de la DIRECTION DEPARTEMENTALE NORD-PAS-DE-CALAIS la délimitation de zones favorables à l'exploitation d'eaux souterraines pour l'irrigation des 76 communes membres de l'association. Cette prestation a reçu l'aide financière de 1'AGENCE DE L'EAU ARTOIS- PICARDIE. A partir des seuls éléments disponnibles en bibliographie, le programme de travail a pour but de localiser à l'échelle du 1/50 000 les secteurs favorables à la réalisation de forages d'irrigation. Confrontés aux autres contraintes (desserte électrique par exemple), ces documents ont pour objectif de permettre aux exploitants agricoles d'implanter des forages de prélèvement d'eau. 4 2 - DOCUMENTS UTILISES Les documents utilisés sont: - Les cartes topographiques IGN et géologiques au 1/50 000 d'Albert, d'Arras, de Bapaume, de Cambrai, de Douai, et de Péronne. - La carte hydrogéologique de Douai. - Les dossiers instruits dans la cadre du Code Minier. - Les ouvrages de sythèse sur la nappe de la Craie: . Thèse de Doctorat de troisième cycle en Sciences Naturelles de Jean BECKELYNCK, "Application à la modélisation de la nappe de la craie dans le bassin de l'Aa et la moyenne Lys", 1981. Thèse de Doctorat de troisième cycle en Sciences naturelles de Paul CAULIER, "Etude des faciès de la craie et de leurs caractéristiques hydrauliques dans la région du Nord", 1974. "Carte d'orientation à l'exploitation de la nappe de la craie pour les pompes à chaleur", Rapport BRGM 85SGN417NPC. - Le Guide RAVET-ANCEAU du Pas-de-Calais. - Le bulletin du BRGM Service Géologique National "Situation hydrologique et prévision des basses eaux". - Le Code Minier, Journal Officiel de la République Française, 1980. - L'Eau, Textes officiels et commentaires, le Moniteur des Travaux Publics et du Bâtiment, hors-série 1974. - L'analyse de l'eau de J.RODIER, Dunod 1974. - La protection des captages d'eau, Cahiers Techniques de la Direction de l'eau et de la prévention des pollutions et des risques, n°24, 1989. 0 3 - GEOLOGIE Le territoire des 76 communes représente une superficie moyenne de 48000 hectares avec une population de 30700 habitants. Le réseau hydrographique est peu important, les cours d'eaux: la Sensée au Nord-Est, le Cojeul au Nord et l'Hirondelle à l'Est sont temporaires sur la majeur partie du territoire. C'est une région de plateaux crayeux sillonnés par des vallées sèches et recouverts de limons quaternaires; l'altitude des plateaux s'élève d'une centaine de métrés au Nord à 130 métrés au Sud. La région est largement recouverte par les limons quaternaires où l'on peut distinguer deux faciès: - Les limons récents situés au pied des pentes et au fond des vallons secs dont l'origine est le remaniement du limon pléistocéne. - Les limons pléistocénes qui recouvrent les plateaux avec au sommet la terre à brique brune et à la base un limon jaune clair (1'ergeron). Les dépots tertiaires sont rares, ils sont localisés au niveau de buttes constituées des sables et grés d'Ostricourt avec à la base l'Argile de Louvil (par exemple à Monchy-le-Preux). La craie blanche sénonienne d'une cinquantaine de métrés d'épaisseur recouvre la craie grise à silex turonienne d'épaisseur plus faible ( 10 à 20 métrés ). Les marnes du Turonien moyen sont présentes à la base de la craie. Elles peuvent contenir des bancs crayeux dans la partie supérieure. Le seul accident important présent est la faille carbonifère de Marqueffles au Nord-Est du territoire. La dépression importante du toit du Primaire à l'Ouest de la faille de Marqueffles se répercute dans la structure du toit du Turonien moyen. 6 4 - HYDROGEOLOGIE 4.1 - La nappe La nappe de la craie présente dans les assises du Sénonien et du Turonien supérieur est très largement utilisée.C'est une nappe libre dont la base est constituée par les marnes du Turonien moyen. L'altitude du mur de la nappe est donnée par la courbe du toit du Turonien moyen figurée en tiretés sur la carte hydrogéologique générale ( carte n" 1 ). L'écoulement de la nappe se dirige du Sud-Ouest vers le Nord-Est. Cependant il existe des zones de drainage, lieus où les eaux s'écoulent préférentiellement: ces zones sont la vallée du Cojeul et celle de la Sensée au Nord, ainsi que la vallée de l'Ancre au Sud-Ouest. Le gradient hydraulique est en moyenne de 0.4 %. Ce gradient est de 0.1 % à l'Ouest de la faille de Marqueffles. 4.1.1 - La piézométrie La surface piézométrique de la nappe est représentée sur la carte hydrogéologique générale ( carte nc 1 ) par les courbes bleues. Elle a été relevé pendant plusieurs années mais toujours aux périodes de basses eaux c'est à dire lorsque l'altitude de l'eau est la plus faible. Des courbes piézométriques sont déduits les directions et sens d' écoulement de la nappe. La juxtaposition de la courbe piézométrique et de celle du mur de la craie permet de connaître l'épaisseur totale de l'aquifére en période de basses eaux; celle-ci varie de 20 à 30 métrés. Il convient, toutefois de souligner que l'épaisseur utile d'aquifére peut être limitée, la base de celui-ci étant, en régie générale, moins productive que les niveaux supérieurs en période d'étiage. T 4.1.2 - L'alimentation par les pluies Pour l'ensemble de la région Nord-Pas-de-Calais, la lame d'eau précipitée se répartie de la manière suivante: Evapotranspiration : 25 % Excédent : 75 % (dont Ruisselement 4% et Infiltration efficace 21 %). Dans le secteur étudié, la pluviométrie est de 650 à 720 mm/an en moyenne. L'excédent qui alimente la nappe de la craie est en moyenne de 160 mm/an. Les périodes déficitaires où l'excédent est nul commencent généralement au mois d'avril et se poursuivent jusqu'en septembre-octobre. Le relevé des niveaux d'eaux dans deux piézométres ( n" Pz3 et Pz5 sur la carte hydrogéologique générale ) à Barastre et à Guemappe à permis d'observer les variations du niveau de la nappe ( cf. figure 1 et 2 pages 8 et 9 ). Les relevés piézornétriques sur 39 années, montrent que le niveau de la nappe a remonté de 2 à 3 métrés depuis 1978. C'est pendant le mois de novembre que l'altitude de la nappe est la plus basse, la remontée des eaux a lieu jusqu'en avril-mai date à laquelle le niveau de l'eau est généralement le plus élevé. 4.1.3 - Perméabilité et Transmissivité La perméabilité qui est l'aptitude d'un réservoir à laisser passer l'eau dépend de la densité des fissures dans le réservoir aquifére; le système de fissures est généralement bien développé sous les vallées et vallons secs ainsi que très localement au niveau des zones fracturées sous les plateaux. La transmissivité ( produit de la perméabilité par l'épaisseur d'aquifére utile ) mesurée lors de pompages d'essais varie de 10 E-2 à 10 E-4 m2/s, les débits mobilisables étant d'autant plus élevés que la transmissivité est forte. PIEZOflETRIE 1 9 6 19 8 9 SGR/NPC INDICE B.R.G.M. 0036-5X-0003 DESIGNATION PI 062 8ARRSTRE 1 VALLEE O'HAPLINCOURT ECHELLE 1.00 M ni n •j 0 D M- fD n M- n>.