Bureau De Recherches Géologiques Et Minières
Total Page：16
File Type：pdf, Size：1020Kb
BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL B.P. 6009 - 45018 Orléans Cedex - Tél.: (38) 66.06.60 ARRONDISSEMENT MINERALOGIQUE DE DOUAI (Nord) S.G.E.C-SITUMER ETUDE DES RESSOURCES EN EAU DU CALAISIS (Pas-de-Calais) BILAN DE" LA" NAPPE" "DE" LA CRAIE ELABORATION D'UN MODELE MATHEMATIQUE GENERAL (acquisition des données, choix,construction et calage du modèle) - RAPPORT n°2 par L.CREMILLE.J.MANIA ,J.Ch.THRONION J recher de * lèteS t Service géologique régional NORD - PAS-DE-CALAIS Fort de Lezennes, B.P. 26, Lezennes - 59260 Hellemmes-Lille - Tél.: (20) 53.10.13 74 SGN 367 NPA 22 novembre 1974 ARRONDISSEMENT MINERALOGIQUE DE DOUAI (Nord) S.G.E.C. - SITUMER ETUDE DES RESSOURCES EN EAU DU CALAISIS (Pas-de-Calais) BILAN DE LA NAPPE DE LA CRAIE ELABORATION D'UN MODELE MATHEMATIQUE GENERAL (acquisition des données, choix, construction et calage du modèle) - RAPPORT n°2 RESUME L'essai de bilan à partir des précipitations effectué dans le premier rapport sur les ressources en eau du Calaisis (rapport 72 SGN 227 NPA) avait montré que des phénomènes autres que celui des précipitations intervenaient dans l'alimentation de la nappe. La mise en oeuvre d'un modèle mathématique fût donc décidée. Trois sociétés ou organismes, la SGEC, Société distributrice d'eau dans la région de Calais (Pas- de-Calais), la SITUMER, Société d'engineerie pour les travaux du Tunnel sous la Manche et l'Arrondissement Minéralogique de Douai se trouvent directement concerné pat ce modèle. La première partie du rapport traite de l'acquisition des données. L'observation d'une remontée et d'une descente dans deux forages de la SGEC a permis de fournir deux valeurs certaines de la transmissivité de l'aquifère. Le levé d'une carte pié- zométrique a permis de présenter un document : - très précis dans la région des pompages de la SGEC à Guînes grâce à une recherche sur le terrain de forages existants•. et à un nivellement de tous les ouvrages, - incomplet dans les parties occidentale et orientale mal connues du fait de l'absence d'ouvrages et de nivellement et cependant très importantes en raison des travaux prévus. La deuxième partie rend compte du modèle mathématique de dégrossissage, un modèle de finition devant faire l'objet d'un troisième rapport. Le principal résultat de ce premier modèle est la mise en évidence d'un apport par drainance représentant 50% de l'apport par des pluies dans la zone des pompages. Le rôle de la mer et de la Hem à l'Ouest et l'Est de la zone n'ont pu être cependant précisé du fait de l'incer- titude de la carte piézométrique. 74 SGN 367 NPA ' 7 novembre 1974 2. SOMMAIRE Pages BUT ET RESULTATS DE L'ETUDE 1 - BUT DE L ' ETUDE 8 2 - RESULTATS DE L'ETUDE 9 EXPOSE DES TRAVAUX PREMIERE PARTIE: ACQUISITION DES DONNEES SUR L'AQUIFERE ET LA NAPPE 1 - LITHOLOGIE-STRUCTURE ET CARACTERISTIQUES DE L'AQUIFERE 11 11 - Lithologie de l'aquifère 11 12 - Structure des couches géologiques 12 121 - Toit du Gault l2 122 - Toit de la craie 12 13 - Caractéristiques hydrauliques de la craie 13 131 - Données antérieures 13 132 - Données acquises pour ou pendant l'étude.... 13 1321 - Pompage d'essai sur le forage F8 de la S.G.E.C 13 1322 - Pompage d'essai sur le louveau forage F 12 de la SGEC 14 133 - Conclusions sur la répartition des transmissivités 15 2 - ETAT HYDRAULIQUE DE LA NAPPE 16 21 - Forme de la surface piézométrique 16 211 - Levés piézométriques et nivellement 16 212• - Etablissement de la carte piézométrique 17 213 - Situation de l'état piézométrique actuel dans l'évolution générale des niveaux. 18 22 - Echanges avec 1 ' extérieur .'.... 18 221 - Alimentation de la nappe 18 222 - Emergences de la nappe 19 Emergences naturelles Puits artésiens 223 - Prélèvements dans la nappe 20 DEUXIEME PARTIE : ELABORATION ET CALAGE D'UN MODELE PERMANENT DE DEGROSSISSAGE 1 - PRINCIPES GENERAUX D'UTILISATION DES MODELES MATHEMATIQUES 21 1 1 - Choix du type de modèle 21 12 - Elaboration du modèle 21 13 ~ Calage du modèle 21 14 - Exploitation du modèle •••_• -22 2 - ELABORATION DU MODELE MATHEMATIQUE 22 21 - Définition géométrique et physique du modèle 22 211 - Forme du modèle 22 2111 - Limites latérales 22 2112 - Limites inférieures et supérieures 23 212 - Maillage du modèle et distribution des transmissivités 23 22 - Conditions aux limites 23 3 - CALAGE DU MODELE MATHEMATIQUE 24 31 - Fin de calage du modèle après la cinquième hypothèse ( passage n°63) 25 311 - Distribution des transmissivités 25 312 - Répartition des volumes d'eau échangés 25 3121 - Distribution des précipitations 25 3122 - Débits d'émergence et d'artésianisme 26 31 23 - Bilan hydrique 26 313 - Carte piézométrique calculée 27 32 <- Fin de calage du modèle après la sixième hypothèse (passage n°71) 28 32K - Distribution des transmissivités 28 322 - Répartition des volumes d'eau échangés 28 323 - Carte piézométrique calculée 29 4 - REMARQUES SUR LA POURSUITE DU CALAGE 29 4. LISTE DES TABLEAUX TABLEAU I Coupe géologique schématique de l'aquifëre crayeux TABLEAU II Décompte des ouvrages ayant fait l'objet d'une mesure de niveau d'eau TABLEAU III Altitude des repères de mesure du niveau d'eau TABLEAU IV Points en surveillance piêzométrique TABLEAU V Points en surveillance pluviométrique et thermométrique TABLEAU VI Alimentation mensuelle de la nappe TABLEAU VII Alimentatiom moyenne de la nappe TABLEAU VIII Emergences naturelles et artificielles de la nappe TABLEAU IX Prélèvements dans la nappe TABLEAU X Schéma d'évolution du calage du modèle LISTE DES GRAPHIQUES GRAPHIQUES I Coupes géologiques SW/NE à travers le bassin 1 a 3 du Calaisis GRAPHIQUE II Evolution de la remontée au forage F8 de la SGEC GRAPHIQUE II Evolution de la descente au forage F 12 de la SGEC , (La Waille) GRAPHIQUE III Amplitude comparée des variations de la surface piézométrique GRAPHIQUES IV Evolution de l'altitude de la surface de la nappe de la craie 6. LISTE DES FIGURES FIGURE 1 Isopièzes interprétées d'après les levés de terrain 1 FIGURE 1, Répartition des zones d'affleurement FIGURE 2 Elaboration du modèle - Répartition des transmissivités FIGURE 2, Elaboration du modèle - Imposition des hauteurs sur les limites FIGURE 2, Elaboration du modèle - Répartition des débits FIGURE 2, Elaboration du modèle - Isopièzes calculées FIGURE 3 Fin de calage après la cinquième hypothèse - Répartition des transmissivités FIGURE 3, Fin de calage après la cinquième hypothèse- Répartition des débits FIGURE 3, Fin de calage après la cinquième hypothèse - Imposition des hauteurs sur les limites FIGURE 3, Fin de calage après la cinquième hypothèse-Isopièzes calculées FIGURE 4 Fin de calage après la sixième hypothèse- 1 Répartition des transmissivités FIGURE 4, Fin de calage après la sixième hypothèse- Répartition des débits FIGURE 4, Fin de calage après la sixième hypothèse- Imposition des hauteurs sur les limites FIGURE 4, Fin de calage après la sixième hypothèse-Isopièzes calculées- LISTE DES CARTES SERIE 50 CARTE I Structure et transmissivité de l'aquifère crayeux CARTE II Etat hydraulique de la nappe en période de basses eaux (janvier 1972 à juin 1974) SERIE_25 CARTE Carte piézométrique de la nappe de la craie (état en octobre 1973 et avril 1974) ARRONDISSEMENT MINERALOGIQUE DE DOUAI (Nord) S.G.E.C. - SITUMER ETUDE DES RESSOURCES EN EAU DU CALAISIS (Pas-de-Calais) BILAN DE LA NAPPE DE LA CRAIE ELABORATION D'UN MODELE MATHEMATIQUE GENERAL (acquisition des données, choix, construction et calage du modèle) Raggçrt_n°2 BUT ET RESULTATS DE L'ETUDE 1 - BUT DE L'ETUDE 11 - Le premier rapport sur les ressources en eau du Calaisis , réalisé ä (2.) la demande de la SGEC et de l'Arrondissement Minéralogique de Douai et publié en juillet 1973, avait comparé le volume des apports à la nappe ä partir des précipi- tations et le volume des sorties dû aux pompages et aux émergences naturelles. L'exa- men entrepris avait montré que les apports étaient très inférieurs aux sorties»signi- fiant que des phénomènes, autres que celui des précipitations, intervenaient dans l'alimentation de la nappe. 12 - La mise en oeuvre d'un modèle mathématique constitue la meilleure façon de lever l'incertitude sur les différents apports à la nappe. Elle permet égale ment de prévoir les effets de tous travaux affectant la nappe. Trois sociétés ou organismes sont intéressés par l'élaboration et le calage d'un modèle mathématique. La SGEC, société assurant la distribution publique d'eau, est plus particulière- ment sensibilisée par l'état hydraulique de la nappe dans la région de Guînes. La SITUMER, qui doit entreprendre,dans la zone projetée de sortie du tunnel sous la (1) - Rapport 73 SGN 227 NPA " Etude des ressources en eau du Calaisis (Pas-de- Calais) - Bilan de la nappe de la craie - Rapport n°1 " par L.Crémille. (2) - SGEC - Société Générale des Eaux de Calais. 9. Manche »des travaux de déblaiement à des cotes inférieures à celles de la nappe/se trouve directement concernée dans la partie occidentale du bassin. L'Arrondissement Minëralogique de Douai assure l'étude de la nappe dans la partie orientale, peu solli- citée jusqu'à présent. En décembre 1973, la SGEC nous donnait son accord sur le devis estimatif présenté en juillet et ayant trait à des surveillances sur le terrain, le tracé d'une carte piézomêtrique nivelée, l'établissement et le calage de deux modèles mathémati- ques dans le secteur de Guînes, l'Agence de Bassin Artois-Picardie participant a cette opération pour 50 % des dépenses hors taxes. En février 1973 puis en mars 1974, la SITUMER nous chargeait du levé des cartes piézométriques et de la surveillance régulière du niveau de quelques ouvrages dans la partie occidentale du Calaisis.