BRGM I'lNTOirilSI «U SIIVICI Di l* TIIII SYNDICAT DES EAUX ERSTEIN-NORD Recherche de nouvelles ressources pour abaisser les teneurs en nitrates dans l'eau potable distribuée Août 1992 M. GEORGE, C. KIEFFER R 35694 ALS 4S 92 BRGM - ALSACE (SGAL) 304, roui* d* Schirmtck - 67200 Strasbourg, Fronc* TéL: (33) 88.30.12.62 - Téticepi«ur : [33) 88.28.79.09 SYNDICAT DES EAUX ERSTEIN-NORD Recherche de nouvelles ressources pour abaisser les teneurs en nitrates dans l'eau potable distribuée R 35694 ALS 4S 92 AOUT 1992 RESUME A la suite de l'augmentation constante des teneurs en nitrates dans l'eau prélevée dans le forage du Syndicat des Eaux d' ERSTEIN-NORD, la Direction Départementale de l'Agriculture et de la Forêt a confié au BRGM Alsace la réalisation d'une synthèse hydrogéologique et hydrochimique à partir des documents d'archives et d'une campagne de prélèvement d'eau. La synthèse permet de proposer une zone favorable pour la reconnaissance de nouvelles ressources en eau potable. Cette zone est située à environ 1200 m au Sud-Est du village de HINDISHEIM. L'établissement des périmètres de protection ne devrait pas rencontrer de contraintes majeures. La réalisation d'un sondage de reconnaissance de 50 m de profondeur permettra de s'assurer de la bonne qualité des eaux de la partie profonde de l'aquifère avant la réalisation du forage de production définitif. Etude réalisée par M. GEORGE, Ingénieur hydrogéologue, avec la collaboration de C. KIEFFER, Hydrogéologue. 25 pages, 6 figures, 2 annexes BRGM Alsace (SGAL) 204, rouce de Schirmeck - 67200 STRASBOURG SOMMAIRE Pages 1. INTRODUCTION 1 2. SITUATION - CONTEXTE HYDROGEOLOGIQUE 2 3. QUALITE DES EAUX 4 3.1. Composition moyenne 4 3.2. Composition des eaux dans le secteur ERSTEIN NORD 6 3.2.1. Réseau d'observation 6 3.2.2. Résultats et commentaires 6 3.2.3. Anomalies 16 4. VULNERABILITE ET PROTECTION D'UN NOUVEAU CAPTAGE 17 5. RECHERCHE DE NOUVELLES RESSOURCES 20 5.1. Réalisation d'un forage plus profond sur le site actuel 20 5.2. Déplacement du forage vers l'Est, à proximité de l'IU 21 5.3. Déplacement du forage vers l'Ouest, à proximité de l'Andlau 22 6. CONCLUSIONS 25 BRGM ALSACE - R 35694 ALS 4S 92 LISTE DES FIGURES Pages Figure 1 : Plan de situation - Cadre géologique - Echelle 1/50.000 3 Figure 2 : Carte piézométrique - Echelle 1/50.000 5 Figure 3 : Forage de NORDHOUSE (272-6-3) - Evolution des éléments majeurs 9 Figure 4 : Carte des teneurs de la dureté totale, des chlorures et des sulfates - Echelle 1/25.000 10 Figure 5 : Carte des teneurs en nitrates, nitrites, azote Kjeldhal et ammonium - Echelle 1/25.000 12 Figure 6 : Carte des sources de pollution potentielle 16 LISTE DES ANNEXES Annexe I : Tableau récapitulatif des analyses physico-chimiques sur le forage de NORDHOUSE (indice national 272-6-3) Annexe II : Bulletins d'analyses chimiques BRGM ALSACE - R 35694 ALS 4S 92 1. INTRODUCTION Pour l'alimentation en eau potable, le Syndicat des Eaux ERSTEIN-NORD, dont le siège est à HINDISHEIM, exploite sur la commune de NORDHOUSE un forage qui capte les eaux de la nappe alluviale rhénane. Les eaux distribuées à partir de cet ouvrage profond de 21,8 m et équipé sur les deux demiers mètres présentent une augmentation importante de la teneur en nitrates depuis quelques années (13 mg/l en 1975, 30 mg/I en 1990). Préoccupée par cette évolution, la Direction Départementale de l'Agriculture et de la Forêt du Bas-Rhin, Subdivision d' ERSTEIN a confié au BRGM Alsace (SGAL) la réalisation d'une étude hydrogéologique afm de proposer une solution à ce problème. Le présent rapport rend compte des résultats des analyses effectuées et propose des recommandations d'action. BRGM ALSACE - R 35694 ALS 4S 92 2. SITUATION - CONTEXTE HYDROGEOLOGIQUE Le Syndicat des Eaux ERSTEIN-NORD regroupe les communes de HINDISHEIM, LIMERSHEIM, HIPSHEIM, et NORDHOUSE. Ces communes sont situées à environ 15 km au Sud de STRASBOURG et 4 km au Nord d'ERSTEIN de part et d'autre de la RN 83 (cf. figure 1). Dans le secteur étudié, le réseau hydrographique orienté vers le Nord-Nord-Est comprend : - l'Andlau, la rivière la plus occidentale, longe HINDISHEIM par l'Ouest, - l'Ill, la plus orientale et la plus importante, traverse ERSTEIN avant de longer NORDHOUSE par l'Est, - la Scheer, entre les deux précédentes, passe au Sud de LIMERSHEIM puis au Nord de HIPSHEIM. Sous un recouvrement de loess et de limon argileux bien développé entre l'Andlau et l'IU (0,5 à 4 m d'épaisseur), mais entaillé par la Scheer, le sous-sol est constitué par les alluvions rhénanes ("cailloutis" de la carte géologique). L'ensemble de ces alluvions rhénanes repose sur le substratum imperméable constitué par les mames d'âge oligocène. L'épaisseur totale des alluvions augmente de l'Ouest (40 à 50 m à l'Ouest de HINDISHEIM) vers l'Est (80 m au droit de HIPSHEIM, plus de 150 m plus vers l'Est). Un léger relèvement du substratum au niveau de NORDHOUSE provoque localement un amincissement de la couverture alluviale (60 m). La partie supérieuii des alluvions, dont l'épaisseur varie d'Ouest en Est de 40 à 80 m, est constituée de sables, graviers et galets avec quelques intercalations argileuses peu épaisses (0,1 à 1,0 m). La partie inférieure qui n'existe qu'à l'Est d'une ligne LIPSHEIM- SCHAEFFERSHEIM, plus argilo-sableuse, moins perméable est d'âge pliocène. Son épaisseur augmente rapidement vers l'Est (environ 20 m au droit de HIPSHEIM, plus de 60 m plus vers l'Est). Les caractéristiques hydrodynamiques des alluvions sont excellentes. La perméabilité varie de 1 à 3.10-2 j^/^^ La transmissivité (produit de la perméabilité par l'épaisseur des alluvions mouillées) est essentiellement dépendante de l'épaisseur des alluvions. Les valeurs moyennes dans le secteur d'étude sont comprises entre 4.10'^ mVs à l'Ouest et 3. 10-» mVsàl'Est. BRGM ALSACE - R 35694 ALS 4S 92 Figure 1 FZ-OE Alluvions récentes : Icess remaniée et limon* de débordement Syndicat Erstein Nord PLAN DE SITUATION - CADRE GEOLOGIQUE F23B FZ3 231 "I FisRJ Alluvions sablo-caillouteusas de Is Bruche, (1) des autres rivières Courbe isobathe du toit de l'oligocène vosgiennes, (2) de l'Ill. {3} du Rhin, (4) d'époque historique, t& tracée par géophysique et vérifiée par recouvertes par des limons de débordement dans la ptaine •>. les forages voisins \-.TT --a U)*l\ Fi i-i Extrait carte géologique STRASBOURG Cailloutis de la Bruche, (1) et d'autres rivières vosgiennes, |2) Echelle : 1/50.000 recouverts par une fine couche de limons de débordement (10-20 cm) Dépôt de la fin du Wurm à l'époque historique LCBBS wurmiens recouvrant les cailloutis du Rhin at de IB Bruche Bolsenheim 03 j Méridien Inlernarional Of#»ome*-P#nt ?* ¡9 69 2 20 La nappe phréatique s'écoule vers le Nord-Est avec un gradient de l'ordre de 1,5 °/oo (cf. figure 2). La vitesse moyenne est comprise entre 1 et 10 m par jour mais dans certains niveaux très perméables, des vitesses très supérieures (jusqu'à 100 m/j) peuvent être observées. La profondeur de la nappe par rapport au sol varie entre 1 et 3 m en fonction de l'épaisseur des terrains de recouvrement. Le battement de la nappe (différence entre les niveaux de basses eaux et les niveaux de hautes eaux) est compris entre 1 et 2 m. 3. QUALITE DES EAUX 3.1. COMPOSITION MOYENNE Dans le secteur centre plaine où se situe la zone d'étude, la composition moyenne de la nappe phréatique des alluvions rhénane, pour les principaux paramètres de qualité des eaux souterraines (dureté, chlorures, sulfates et nitrates) est la suivante : Paramètres mesurés Valeur de ces Concentrations maximales admissibles paramètres (CMA) d'après le décret n° 89-3 modifié - dureté (TH) 30à40°F - - chlomres (Cl") 40 à 90 mg/l 200 mg/l - sulfates (SO4) 40 à 60 mg/l 250 mg/l - nitrates (NO3) 10-50 mg/l 50 mg/l (niveau guide : 25 mg/l) Les eaux de la nappe phréatique captées dans de bonnes conditions sont des eaux potables, moyennement minéralisées, assez dures, de faciès bicarbonaté calcique, secondairement chloruré; la qualité bactériologique est satisfaisante. Les teneurs ci-dessus varient localement et en fonction de la profondeur des tranches de nappe captées. Les teneurs en fer (CMA = 0,2 mg/l) et en manganèse (CMA = 0,05 mg/l) sont variables et peuvent dépasser les CMA. La répartition de ces teneurs en fer et manganèse au sein de l'aquifère ne peut être établi qu'avec le contrôle régulier effectué à l'avancement des travaux de foration. BRGM ALSACE - R 35694 ALS 4S 92 \ ÍE1SR0L3 *fa Figure 2 CARTE PIEZOMETRIQUE » K^ Etat 1976 - Basses Eaux "^"m 272- EcheLLe : 1/50000 ,\1 Á --98 Piézomètre et son numéro national i 150,32 Cote piézométrique en mètres (NGF) '1h-5 Courbe isopièze \<^. ,i#» \ % JP ^J^ T-î. / Lim«fsh« 1 V >»./ >" ^ k f^ / I* *j 1 ^'¿îjKr^ ' '^ Tt^ JSh4^^^' ^ \ ^^^^ ^^ » '^^li *"»'/i7^//n rlïï 4 I N>-' tl// «¿t'Z/> nN \*^^1 / 7 >{. A/'tV ' \s J^felw/ / /^\/ /JÍ-N\ MS'^'*«''*yv^«<¿ / /Nt^ * s<«_«. h^vV»» >u3fex^»L ' /y T A* -^^mP^^viff^itn/// A"^~!.. ^^ twM-XHpT 7 T^slxT/ '^/9^'y^^'^L^ 1 y^^s ^ixvrtlLCBf TTI 7"^^ 7=ii«W, zdS-2 ^v^^ ^// ^^K^ ^¿ji' ^^S^/ "^^'^î^^ K* ^^ / Xi-/Nf ^4f<5^i?SJt ' /' >s/ y ^íT^ ^s' T>3r* ^ Jí'^'^'^sjr ' -^ >^^C^ /^/^/K^l^aS^elh ;<' 3.2.