BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES
SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL BP. 6009 - 45018 Orléans Cedex - Tél.: (38) 66.06.60
INSTITUTION INTERDEPARTEMENTALE DU NORD ET DU PAS- DE-CALAIS POUR L'AMENAGEMENT DE LA BAIE DE LA CANCHE DIRECTION DEPARTEMENTALE DE L'AGRICULTURE DU PAS-DE-CALAIS AMENAGEMENT DE LA BAIE DE LA CANCHE-RETABLISSEMENT DE L'ASSAINISSEMENT AGRICOLE EN RIVE GAUCHE MODELE: MATHEMATIQUE BICOUCHE A MAILLES CONSTANTES (2ème_ragggrt) par Jacques RICOUR
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Service géologique régional NORD - PAS-DE-CALAIS
Fort de Lezennes, B.P. 26, Lezennes - 59260 Hellemmes-Lille - Tél.: (20) 53.10.13
74 SGN 348 NPA ., O1 . ..--.. le 21 novembre 1974 INSTITUTION INTERDEPARTEMENTALE DU NORD ET DU PAS- DE-CALAIS POUR L'AMENAGEMENT DE LA BAIE DE LA CANCHE
DIRECTION DEPARTEMENTALE DE L1AGRICULTURE
DU PAS-DE-CALAIS
AMENAGEMENT DE LA BAIE DE LA CANCHE-RETABLISSEMENT DE L'ASSAINISSEMENT AGRICOLE EN RIVE GAUCHE
MODELE MATHEMATIQUE BICOUCHE A MAILLES CONSTANTES
RESUME
La construction d'un barrage dans l'estuaire de la Canche, en aval d'Etaples, posait à la Direction Départementale de l'Agriculture le problème du rétablissement des assainis- sements agricoles en rive gauche de la Canche, au niveau des Bas-Champs.
L'utilisation d'un modèle mathématique bicouche, en régime permanent, ainsi que l'1 établissement de deux cartes piézométriques établies en basses et hautes eaux, ont permis de préciser le fonctionnement du contexte hydrogéologique. La nappe alluviale captive sous des formations peu perméables de surface sera influencée par la construc- tion du barrage, et on assistera au relèvement de sa surface piézométrique. Compte tenu de la très faible perméabilité des couches silteuses et limoneuses superficielles qui 3 interdisent l'infiltration des eaux météoriques, trois groupes de pompe de 100 m /h seront nécessaires au rabattement des eaux souterraines, à l'exclusion de tout le système indispensable au relèvement des eaux pluviales superficielles provenant du réseau de drai- nage et des Tringues. Si la qualité des eaux le permet, une solution pourrait être d'envisager l'alimentation en eau potable des villes de la région (Montreuil,Etaples, Le Touquét) à partir d'ouvrages de captages implantés de façon optimale et qui auraient pin double but : alimentation humaine et drainage des eaux souterraines. Toutefois, cette solution partielle ne pourrait en aucun cas résoudre la totalité du problème posé.
74 SGN 348 NPA 21 novembre 1975 2.
SOMMAIRE
AVANT PROPOS DE SYNTHESE OBJECTIF DE L'ETUDE ET RESULTATS
1 - INTRODUCTION ET RAPPEL DES PRECEDENTES ETUDES 4 11 - Rappels des précédentes études 4 12 - Contenu de l'étude 4
2 - RESULTATS DE L'ETUDE.
REALISATION DU MODELE MATHEMATIQUE A MAILLES CONSTANTES CALAGE DU MODELE
3 - PREPARATION DU MODELE 7 31 - Limites du modèle 7 32 - Données nécessaires à l'établissement du modèle 8
4 - CALAGE DU MODELE MATHEMATIQUE A MAILLES CONSTANTES 12 41 -Principe 12 42 - Exécution du calage 12
5 - RESULTATS DU CALAGE ET EXPLOITATION 13 51 - Résultats du calage 13 52 - Exploitation du modèle 14
6 - CONCLUSIONS 17 •61 - Synthèse des résultats acquis 17 62 - Apport de la nappe des sables tertiaires J8
LISTES DES FIGURES FIGURE 1 Coupe géologique schématique 5
FIGURE 2 Schéma de calage du modèle mathématique 11 LISTE DES ANNEXES
ANNEXE I Limites du modèle mathématique et carte piézométrique des Bas-champs (échelle 1/25 000).
ANNEXE II Evolution de l'altitude de la surface piézométrique de la nappe de la craie.
ANNEXE III Répartition des transmissivités horizontales à divers stades 1 a 3 du calage.
ANNEXE IV Répartition des transmissivités horizontales en fin de calage.
ANNEXE V Répartition des transmissivités équivalentes verticales.
ANNEXE VI Schéma de comparaison des isopièzes calculées et des isopièzes réelles en fin de calage.
ANNEXE VII Débits des eaux souterraines à drainer pour assurer l'assainis- 1 à 3 sement des Bas-champs en présence d'un barrage en aval du Touquet sur l'estuaire de la Canche pour différentes hypothèses. INSTITUTION INTERDEPARTEMENTALE DU NORD ET DU PAS- DE-CALAIS POUR L'AMENAGEMENT DE LA BAIE DE LA CANCHE
DIRECTION DEPARTEMENTALE DE L'AGRICULTURE DU PAS-DE-CALAIS
AMENAGEMENT DE LA BAIE DE LA CANCHE-RETABLISSEMENT DE L'ASSAINISSEMENT AGRICOLE EN RIVE GAUCHE
MODELE^ MATHEMATIQUE BICOUCHE A MAILLES CONSTANTES
AVANT PROPOS DE SYNTHESE OBJECTIF DE L'ETUDE ET RESULTATS
1 - INTRODUCTION ET RAPPEL DES PRECEDENTES ETUDES
11 - Raggels des g^écédentes études
A la suite du projet de création d'un barrage dans l'estuaire de la Canche, l'Institution interdépartementale du Nord - Pas-de-Calais pour l'aménagement de la baie et des ressources en eau de la Canche a confié au B.R.G.M -S.G.R/N.P.A l'étude du rétablissement de l'assainissement agricole en rive gauche.
Dans un premier rapport (74 SGN 258 NPA+),le S.G.R/N.P.A.a défini le contexte hydrogéologique de la zone d'étude : lithologie et structure des aquifères, caracté- ristiques hydrauliques des formations rencontrées, altitude du sol et relations nappe- rivière.
12 - Contenu_de_l¿étude
Le but du présent rapport est d'utiliser les données acquises au cours de la campagne de reconnaissance de mai-juin 1974 dans un modèle mathématique afin de prévoir les répercussions de la création d'un barrage dans l'estuaire de la Canche sur l'as- sainissement des Bas-champs, en rive gauche.
+ • 74 SGN 258 NPA "Institution Interdépartementale Nord - Pas-de-Calais pour l'Aménage- ment de la baie et des ressources en eau de la Canche - Les Bas-champs rive gauche - Compte rendu de la reconnaissance géologique et de la surveillance hydrogéologique de mai-juin 1974"par Jacques RICOUR - A.PHILIPPART - R.GOUSTARD. 5.
Etant donné le type d'ajuif ère mis en cause, le modèle choisi, de type DROPP, permet de tenir compte, en régime permanent, de l'aquifère perméable surmonté de formations sableuses peu perméables et de silt sableux et limoneux de forte porosité, mais de faible perméabilité.
Par ailleurs, les nappes dans la région du Nord - Pas-de-Calais sont soumises a un étiage sévère depuis 4 ans.
Le calage du modèle se réfère donc à un état de basses eaux très marqué de la nappe alluviale.
Le schéma hydraulique pris en compte dans le modèle mathématique est résumé dans la coupe nord-sud ci-dessous : Fig.l Sud nappe des- sables Nord nappe alluviale Réseau de drainage 'captive Canche
i rr Till' LEGENDE A^ source niveau piézométrique i-W;'r_;';l sable limoneux et ^/•'•T^-M tourbeux graviers sable craie
Un essai de simulation en période de hautes eaux a permis d'obtenir une carte piézométrique prévisionnelle de la nappe en crue ; l'exploitation de cette simulation a fourni l'influence de la retenue créée par le barrage sur le niveau de la nappe alluviale des Bas-Champs.
2 - RESULTATS DE L'ETUDE
La reconnaissance hydrogéologique des Bas-Champs nous a conduits à établir un modèle numérique bicouche type DROPP tenant compte d'un aquifère profond surmonté d'un semi-perméable peu transmissif, mais à fort pouvoir de rétention en eau (porosité éle- vée) . Le calage de ce modèle mathématique a confirmé les hypothèses précédemment avan- cées, à savoir que le réseau de drainage avait comme rôle essentiel d'évacuer des eaux de surface et de drainer dans des proportions moindres, la nappe alluviale à travers un semi-perméable. 6.
Le calage du modèle montre que l'approche utilisée par la méthode de simulation mathématique ne permet pas de tenir compte :
- des eaux météoriques, - de l'apport des sources dues au déversement de la nappe des sables tertiaires au ."Sud des Bas-Champs.
L'exploitation du modèle, pour une hypothèse moyenne (crue de la nappe avec niveau de mortes eaux dans l'estuaire de la Canche)amène à conclure que le débit dû à l'émergence de la nappe alluviale reste peu élevé (16 1/s environ) en comparaison du débit d'apport dû à la nappe des sables tertiaires (65 1/s) et au volume d'eau apporté directement par la pluie sur les Bas-Champs. Ce dernier facteur n'a pas été estimé ici, et seules des mesures directes d'évapotranspiration permettraient de l'évaluer.
3 Un groupe de pompe de 300 m /h environ seront nécessaires au relevage des eaux provenant de l'émergence de la nappe alluviale et de l'apport de la nappe des sables tertiaires, sans préjuger des ouvrages nécessaires au relevage des eaux superficiel- les qui n'ont pas été prises en compte, ainsi qu'au relevage des eaux de la Grande Tringue et de ses affluents.
En outre, une amélioration du réseau de drainage facilitera l'évacuation des eaux. Les travaux à effectuer sont de deux ordres : établissement d'un contre-fossé parallèle à l'estuaire de la Canche, approfondissement éventuel et recalibrage des fossés,augmentation de la longueur utile du réseau de drainage.
En dernier lieu, il faut rappeler que le débit d'émergence de la nappe alluviale pris en compte est minoré du fait de l'altitude réelle du réseau de drainage qui n'a pas été introduit dans le modèle ; seule, une simulation par modèle, à mailles varia- bles, permettrait d'utiliser ces données, d'imposer la cote réelle du drainage et d'approcher de façon plus exacte le débit à drainer. Cette amélioration de l'approche de cette portion du problème reste toutefois secondaire, du fait de l'apport relati- vement faible des eaux souterraines de la nappe alluviale. REALISATION DU MODELE MATHEMATIQUE
A MAILLES CONSTANTES
CALAGE DU MODELE
3 - PREPARATION DU MODELE
Le principe d'un modèle mathématique est le suivant :
Etant donné un domaine aux limites duquel on impose des conditions de flux ou de potentiels, on discrêtise le domaine à étudier en mailLes carrées et on cherche à calculer une répartition des potentiels qui se rapprochent "au mieux" des potentiels réels mesurés in-situ, compte tenu des données disponibles sur les caractéristiques hydrogéologiques relatives aux aquifères (perméabilité horizontale, épaisseur d'aqui- fëre, transmissivité équivalente verticale, infiltration...).
31 - Limites du modèle
Ces limites ont été choisies de manière à ce qu'elles coïncident si possible avec des frontières hydrogéologiques naturelles.
Le domaine d'étude ainsi défini est limité :
- au nord par la Canche qui est en position de drainage par rapport à la nappe alluviale, - à l'ouest par la grande Tringue qui est aussi en position de drainage par rapport à la nappe alluviale, - au sud par le coteau crayeux limitant la zone des Bas-champs. La limite choisie correspond à une ligne à potentiel variable qui est imposée au modèle, - à l'est, par la vallée d'un affluent de la Canche(Fond Guilbon).
Le mailiage du modèle disponible était au maximum de 600 mailles dont 154 ont été réellement utilisées. Etant donné la grande longueur du domaine à étudier par rapport à sa largeur, le choix du côté de la maille à été fixé à 450 m afin d'approcher au mieux les méandres que forme. la Canche et d'utiliser de façon optimale les possi- bilités offertes Par Ie modèle.
La surface de chaque maille est ainsi de 0,2 km2, ce qui représente au total, pour l'ensemble du domaine d'étude, une surface de 22,19 km2. 8.
32 - Données_nécessaires_à llétablissement_du modèle
321 - Données climatologiques
L'apport par la pluie efficace (alimentation par infiltration de la nappe allu- viale) peut être négligé du fait de la très mauvaise perméabilité des formations sil- teuses et limoneuses superficielles (K = 10 à 10 m/s).
322 - Données hydrogéologicjues relatives aux aquifères
3221 - transmissivité horizontale de l'aquifère
A partir des essais Lefranc exécutés au cours de la campagne de reconnaissance, il a été possible de définir la perméabilité et la transmissivité de l'aquifère grave- lo-sableux à 1'ouest.crayeux à l'est. La transmissivité serait comprise pentre 2,4.10~3 m2/s et 9,6.io"5 m2/s.
La répartition des transmissivités qui a servi de base au calage du modèle est figurée en annexe III .
3222 - Transmissivité équivalente verticale
Si K est la perméabilité verticale, la transmissivité équivalente verticale T ' pour une formation d'épaisseur d et pour une maille de côté a est donnée par la rela- tion : \- *v._L-
La perméabilité K des silts et limons superficiels a été évaluée à 10 m/s en moyenne.
Si l'on tient compte des sables gris-bleu , dont la perméabilité reste très faible l'épaisseur de ces formations décroît d'ouest en est comme cela a été mis en évidence dans le rapport 74 SGN 258 NPA. 9. On peut distinguer
Zone Ouest Zone Est
Comprise entre la Grande Tringue Comprise entre la Tringue des Domaine et la Tringue des champs de champs de l'Amont et Montreuil l'Amont
19 m 6 m en moyenne Epaisseur moyenne du semi-perméable
450 m Cote de la maille
perméabilité 10~7 m/s verticale prise en compte
10 m/s 3,4.10~3 m2/s Transmissivité équivalente verticale
Au Sud-Est des Bas-champs, ainsi qu'au Sud-Ouest, la craie n'est recouverte par aucune formation semi-perméable et ceci a été pris en compte dans le modèle; la trans- missivité verticale équivalente est nulle dans ces zones.
La répartition des transmissivités verticales équivalentes adoptée dans le modèle fait l'objet de l'annexe V.
323 - Potentiels_affichés aux limites
En limite nord du modèle qui correspond à la Canche, les niveaux affichés correspondent à ceux qui ont été relevés sur les échelles entre Montreuil et Etaples lors de l'établissement de la carte piézométrique pour une marée de coefficient 71, au cours du mois de juin 1974.
Sur la Grande Tringue, en limite ouest, trois points nivelés et mesurés ont permis de définir la cote à prendre en compte sur cette limite .
En limite sud, le niveau piézométrique imposé est variable et compris entre 4,50 et 7,50 m. Etant donné le manque de points de référence au Sud des Bas-champs,il était difficile de repousser la limite du domaine sans accepter une certaine impré- cision sur le tracé des isopièzes de la nappe de la craie entre St Josse et La Madeleine-sous-Montreuil.
Enfin la limite est reste soumise à caution du fait du manque de données sur cette limite du domaine. 10.
324 - Cote du sol
Celle-ci est nécessaire à l'établissement du modèle comme altitude de référence en cas de débordement de la nappe. Les cotes affichées ont été définies à partir de la carte IGN au 1/25 000, révisées en 1963 et 1973 et à partir des profils en travers établis par la SOGREAH dans l'estuaire de la Canche. Les données de nivellement recueillies par le B.R.G.M. au cours de la campagne de juin 1974 ont été également utilisées.
Toutes les cotes prises en compte dans le modèle sont rapportées au nivellement général de France et les cotes marines éventuellement disponibles, en particulier sur les échelles réparties le long de l'estuaire de la Canche, ont été ramenées à ce système de repérage.
(1) - Institution, interdépartementale Nord-Pas-de-Calais pour l'aménagement de la baie de la Canche et les ressources en eau de la Canche - Direction Départementale de l'agriculture - "Courbes de remous dans la Canche"par SOGREAH. 11 Figure 2
SCHEMA DE CALAGE DU MODELE DROPP
Passages Augmentation de la transmissi- vité T au Sud du modèle 1 a 8 T = 20 à 250.10~5
Passages T = 5 à 250.10~5 Augmentation de T au SE et au centre du modèle, diminution de T = 100.10 homogène 9 à 15 T au NW - Modifications des hauteurs en limite sud.
Passages Modifications de la répartition T = 5 à 250.10~5 des transmissivités horizontales 16 à 19 T = 100.10 homogène 1 er essai d'exploitation
Passages T = 5 à 250.10"5 T modifiée - simulation de 20 et 21 l'influence du barrage en basses T = 100 et 340.10~5 eaux de la nappe
Passages T = 5 à 250.10~5 Prévision de l'état de la nappe 22 et 23 en hautes eaux et influence du T - 100 et 340.10~5 barrage sur la nappe en crue pour un apport moyen de la Canche (35 m3/h).
Légende
n° passage transmissivités „ Commentaires horizontales en m /s affichées, dans le modèle 12.
Lors du choix de l'altitude du sol, plusieurs approximations ont été nécessaires:
- les cotes considérées dans le modèle sont des cotes moyennes pour chaque maille de 450 x 450 m, - étant donné la largeur des Tringues et des fossés de drainage qui sont en mo- yenne 50 à 100 fois plus faibles que le côté des mailles utilisées lors de la discré- tisation du domaine à étudier, le niveau de drainage moyen imposé à la nappe est plus élevé en altitude que le niveau de drainage réel confondu avec le fond des fossés de drainage et le lit des Tringues. En conséquence, ceci revient à diminuer artificiel- lement le débit d'eau de nappe évacué par le réseau de drainage.
Seul un modèle mathématique à mailles variables aurait permis de minimiser un tel écueil.
4 - CALAGE DU MODELE MATHEMATIQUE A MAILLES CONSTANTES
41 - Principe
Le calage d'un modèle mathématique consiste à moduler la répartition des trans- missivités à l'intérieur du domaine d'étude,en respectant les valeurs des perméabili- tés mesurées in situ, de manière à calculer un réseau de lignes équipotentielles s'ap- prochant "au mieux" des lignes piézomêtriques déduites des mesures de terrain.
42 - Exécution_du_çalage
- du 1er au 8ëme passage :
Les débits jaugés ne sont pas en concordance avec les débits restitués par le modèle sur la limite sud du modèle. Progressivement la transmissivité est augmentée de -4 —3 2 2.10 à 10 m /s dans la zone sud correspondant au coteau crayeux. Parallèlement, la transmissivité est augmentée le long de la grande Tringue de 50 à 250.10 m2/s.
Au 8ème passage les hauteurs piézomêtriques restent trop basses au Nord-Ouest (confluent Grande Tringue-Canche). Par contre le niveau de la nappe reste trop haut au Sud et au Sud-Est. 13.
- du 9ëme au 15 ëme passage : _3 2 La zone de bonne transmissivîté à 10 m/s est étendue au Sud-Est du domaine d'étude, vers la Calotterie et La Madeleine-sous-Montreuil. Une zone de mauvaise —5 2 ». perméabilité (5.10 m /s) apparaît progressivement entre la Grande Tringue et la Tringue des Epinettes.
- du 16ëme au 19ëme passage :
La répartition des transmissivités horizontales est modifiée ; malgré de nombreuses hypothèses, il n'est pas possible de restituer la cote piézométrique aux points T 5 et T 3. La seule hypothèse qui puisse être retenue est que ces deux ouvrages se soient colmatés entre leur date de réalisation et le levé piézo- métrique de juin 1974, malgré la toile filtrante utilisée au cours de leur exécu- tion.
5 - RESULTATS DU CALAGE ET EXPLOITATION
51 - R|sultats_du_calage
511 - Répartition des transmissivités
Au 20ème passage, apparaissent quatre.grandes zones homogènes de transmissi- vités horizontales figurées en annexe IV:
- au Sud du domaine, l'aquifère constitué par le coteau crayeux présente -3 2 une transmissivitssivitê moyenne (10 m /s). Cette zzon< e de transmissivité se prolonge dans l'axe du modèle à l'Ouest de Valencendre.
- à l'Ouest du modèle, en rive droite de la Grande Tringue et de la —3 2 Petite Tringue, une zone de meilleure transmissivité (2,5 10 m /s) se dessine. Cette zone correspond à l'ancienne côte qui est aujourd'hui séparée de la mer par un cordon dunaire.
- au Nord-Ouest, entre le confluent Grande Tringue-Canche, la transmissi- -5 2 vité de l'aquifère chute brusquement à 5.10 m /s. Cette rupture de l'homogénéité du sous-sol avait déjà été mise en évidence par les sondages électriques (rapport 74 SGN 258 NPA, page 9).
- enfin, à l'Est, la transmissivité reste homogène ; elle est égale à -4 2 5.10 m /s. Ceci correspond à un aquifère crayeux, beaucoup moins profond et probablement moins épais, puisque les formations sablo-graveleuses n'ont pu être mises en évidence au cours de la campagne de reconnaissance des sondages en avril-mai 1974. 14.
512 - Débits échangés
Les débits d'échange avec l'extérieur restent très faibles. Ceci confirme ce qui était apparu lors des jaugeages effectués en juin 1974; le rôle du réseau de drainage des Tringues et de la Canche apparaît comme secondaire pour le drainage de la nappe alluviale.
Cependant une simulation de la nappe en hautes eaux permettra d'estimer si cette fonction n'est pas modifiée quand la nappe alluviale est en crue.
Ces débits d'échange correspondant à un étiage sévère de la rivière sont figurés en annexe VI. L'apport par le coteau crayeux, au Sud des Bas-champs est de 9,6 1/s; mais dans ce modèle n'est pas pris en compte l'apport par la nappe des sables tertiaires suggé- rés en figure 1 (page 5 de ce rapport).
La Canche draine la nappe sur toute la longueur de son cours entre Etaples et Montreuil à raison de 5,15 1/s, ainsi que le réseau constitué par la grande Tringue et la petite Tringue à l'ouest (2,22 1/s).
Trois zones d'émergence apparaissent: sur le modèle, réparties le long de la limite sud. Le débit total à drainer ne représente que 0,80 1/s environ.
513 - Isogièzes_calculées
Les isopièzes calculées sont proches des isopièzes réelles, sauf dans la région nord-est des Bas-Champs où les isopièzes calculées sont plus hautes que les isopièzes réelles.
52 - Exploitation du_modèle
521 - Influence de_la création_du barrage sur la_nap£e_alluviale_à_ 1'étiage
L'exploitation du 20ème passage sur ordinateur a permis au 21 ème passage, de prévoir l'influence du barrage sur la nappe alluviale des Bas-Champs pour un étiage très prononcé (juin 1974). 15.
Le niveau de la Grande Tringue a été supposé inchangé dans cette 21 ème simu- lation, des pompes relevant ses eaux au niveau de sa confluence avec la Canche.
Les niveaux imposés sur la Canche entre Montreuil et Etaples ont été fournis par le rapport SOGREAH d'avril 1969. L'altitude du plan d'eau pris en compte dans l'estuaire correspond à une marée moyenne de coefficient 71 et a un débit de la 3 rivière de 35 m /s.
Les résultats font l'objet de l'annexe VII :
- les débits échangés sont légèrement modifiés. L'apport par le coteau crayeux au Sud des Bas-champs décroît de 9,46 1/s à 8,24 1/s.
La Canche alimente la nappe alluviale en amont d1Etaples et en aval de Montreuil Elle draine la nappe à raison d'environ 1,0 1/s entre la Tringue des Epinettes et la Calotterie.
Les débits drainés par la grande Tringue sont sensiblement inchangés.
- les zones d'émergence s'étendent essentiellement vers l'amont entre la Tringue des champs de l'Amont et Montreuil. Les débits à drainer représentent 6,95 1/s pour une surface d'environ 4,25 km2.
- le réseau d'isopièzes est surtout modifié entre la Tringue des Epinettes et la Calotterie, la grande Tringue et ses affluents jouant toujours leur rôle de drainage et déformant ainsi les courbes isopotentielles.
522 - Carte prévisionnelle de la napge en crue
L'annexe II retrace l'évolution du niveau de la nappe de la craie au point 16.8.30 (puits de Monsieur Gosselin à S0RRUS).H apparaît sur ce graphique que le niveau le plus haut au cours de la dernière décennie a été mesuré en février 1967.
SOGREAH - Institution Interdépartementale Nord- Pas-de-Calais pour l'Aménagement de la baie et les ressources en eau de la Canche - Direction départementale de l'Agriculture - Courbes de remous dans la Canche. 16.
L'amplitude des variations entre février 1967 et juin 1974 est ainsi de 1,90m environ.
La simulation de la nappe en crue, objet du 22ème passage sur ordinateur, figure en annexe VII- ; pour la réaliser, le niveau de drainage sur la Canche (niveau des mortes eaux très marqué), n'a pas été modifié par rapport ä la 20ème simulation.
L'allure générale des isopièzes est peu modifiée en l'absence de travaux sur l'estuaire de la Canche.
Les débits d'échange entre la nappe et le réseau de drainage (Canche et Tringues pour l'essentiel) sont multipliés par deux environ : l'apport de la nappe au sud des Bas-Champs passe de 9,46 1/s à 20,69 1/s, le débit drainé par la grande Tringue de 2,22 1/s à 4,41 1/s et le débit drainé par la Canche de 5,15 1/s à 8,18 1/s (comparaison des annexes VI et VII~).
Les zones d'émergences sont cependant plus développées sur toute la limite sud des Bas-Champs ; le débit à drainer passe de 0,80 1/s en étiage à 8,22 1/s quand la nappe est en crue, pour un niveau de drainage très prononcé dans l'estuaire de la Canche entre Montreuil et Etaples.
523 - Infl;uence_du_barrage sur_la_na2pe_en_crue :
(avec un niveau de drainage imposé par la Canche correspondant à une marée de mortes eaux très marquée).
L'annexe VII présente les résultats obtenus à partir du 23 ème passage sur or- dinateur qui avait pour but de simuler l'influence du barrage sur l'état de la nappe en crue.
Dans cette simulation, la grande Tringue et ses affluents, en limite ouest du modèle, sont supposés rester dans leur état normal à savoir que cette partie du réseau hydrographique est déconnectée de l'estuaire, les eaux étant relevées par une station de pompage.
Les niveaux imposés dans l'estuaire de la Canche sont les mêmes que ceux qui figurent en annexe VII (simulation de l'influence du barrage sur la nappe en étiage).
La comparaison des résultats rassemblés en annexe VII. et des données figurées en annexe VII permet de définir l'influence du barrage sur la nappe en crue, l'altitude du plan d'eau pris en compte dans l'estuaire correspondant à une marée moyenne de 3 coefficient 71, et à un débit de la rivière de 35 m /s : 17.
- La Grande Tringue a un rôle accru dans le drainage de la nappe sur son cours amont entre Cucq et le Planchón (3,42 1/s au lieu de 1,66 1/s), alors que son rôle sur sa partie aval entre le Planchón et Bellevue est sensiblement inchangé.
La Canche est en position d'alimentation sur son cours amont vers Montreuil et aval vers Etaples, et ce dans des proportions comparables à ce qu'elles sont à l'étiage de la nappe. Par contre la Canche draine la nappe entre la Tringue des Epinettes et la Basse Flaque à raison de 1,17 1/s au lieu de 0,85 1/s.
- L'apport par le coteau crayeux, au sud des Bas-champs,est, par ailleurs,multiplié par un coefficient voisin de 2 (19,31 1/s au lieu de 8,24 1/s). Ceci a pour consé- quence directe l'extension des zones d'émergence entre la Tringue des champs de l'Amont et la Calotterie, ainsi que l'augmentation du débit à drainer qui passe de 6,95 1/s à 16,17 1/s.
La comparaison des annexes VII et VII met bien en évidence l'influence du barrage dans l'estuaire sur la nappe alluviale : il y a diminution du débit drainé par la Canche, éventuellement alimentation de la nappe par la rivière et extension des zones d'émergences dans la partie centrale des Bas-champs.
6 - CONCLUSIONS
61 - Synthèse des résultats accjuis
L'étude hydrogéologique de l'influence de la création d'un barrage dans l'es- tuaire de la Canche sur la nappe alluviale des Bas-Champs a permis de construire un modèle numérique qui a permis d'approcher l'état de la nappe alluviale en étiage et en crue, ainsi que les débits d'eaux souterraines à drainer pour rétablir l'assainissement agricole en rive gauche de la rivière.
Les résultats obtenus peuvent être résumés dans le tableau ci-dessous
Nappe en étiage Nappe en crue (juin 1974) (février 1967) (et mortes eaux dans (et mortes eaux dans la la Canche) Canche) ' Hypothèse basse Hypothèse haute en l'absence de barrage 0,80 1/s 8,22 1/s
en présence du barrage 6,95 1/s 16,17 1/s alluvial e d e l a napp Débi t à draine i 18.
62 - A£2ort_de_la_na£ge_des_sables_tertiaires
Le modèle utilisé ne prend pas en compte l'apport par la nappe des sables ter- tiaires, au sud des Bas-champs, nappe qui alimente essentiellement le réseau de drai- nage des Bas-champs»
621 - Calcul_de i'ap£ort_par_la ligne de_sources_au sud des Bas -champs
L'apport de cette nappe peut être estimé de 2 façons différentes :
- la première consiste à calculer l'apport par la ligne de sources qui s'étend de Villiers à Montreuil en passant par la Calotterie. Ce débit peut être évalué par la relation :
|Q » T. i. L
Q = débit d'apport en m3/s i = gradient de la nappe en % L = longueur du front d'alimentation en mètres 2 T = transmissivité de l'aquifëre en m /s i peut être calculé a. partir des données piézométriques relevées en juin 1974 aux points 16.8.27 et 16.8.32.
i =44,93- 3,92 =2>Q510-2 2.10
Le front d'alimentation L calculé par excès s'étend sur 10 km, soit 10.000 m.
La transmissivité des sables tertiaires reste faible, compte tenu de leur granu- lométrie très fine et de leur nature argilo-sableuse. D'après la thèse de 3ème cycle de J. MANIA , une valeur maximale mesurée serait de T = 3.10 m2/s . pour un débit utile 6,5 m3/h. Nous prendrons cette donnée en compte, sachant que le débit estimé le sera par excès :
Q = Tmi'h -2 L -2 = 3.10 x 2,05 x 10 x 104= 6,15.10 m3/s Q « 61,5 1/s
J.MANIA "Hydrogéologie des sables Landéniens en Flandres franco-belges - thèse 3ème cycle. 19.
Il est à remarquer que cette valeur du débit est proportionnelle à la transmis- sivité de l'aquifère qui a été estimée faute de mesure précise in-situ.
Un deuxième mode d'évaluation du débit apporté par la nappe du tertiaire consiste à calculer l'alimentation de la nappe par les pluies sur la surface du bassin versant intéressé. Ce calcul fait l'objet du paragraphe ci-dessous.
622 - Calcul de l'app_ort_de Ia_nap2e tertiaire_par_la 2^-u^ê efficace
Le calcul de la pluie efficace P par la méthode de'Thornthwaite sur 78 mois consé- cutifs (janvier 1968 à juin 1974) à partir de la pluviométrie relevée au Touquet et de la température mesurée à Boulogne donne une valeur mensuelle moyenne de 15,34 mm, soit un module utile d'alimentation de 5,5 l/s/km2.
La surface S du bassin versant concerné par la ligne de sources de la nappe des sables tertiaires se déversant au sud des Bas-champs peut être estimée par excès à 12, 5 km2. Dans ces conditions, le débit Q apporté à la zone des Bas-champs par la nappe des sables tertiaires vaut :
Q = S.P = 12,5 x 5,5 - 68,5 l/s
623 - Conclusions
Des valeurs du débit calculé concernant l'apport par les sables tertiaires, nous retiendrons comme quantité moyenne 65 l/s, soit un débit 4 fois supérieur au débit à drainer fourni par les eaux souterraines de la nappe alluviale.
Ceci confirmerait donc les résultats avancés dans le rapport 74 SGN 258 NPA : le rôle essentiel du réseau de drainage constitué par les Tringues et le système de fossés est d'avantage d'évacuer les eaux superficielles que de drainer les eaux souterraines de la nappe alluviale qui se révèlent être très peu transmissive et recouverte par un semi-perméable d'épaisseur variable, de très mauvaise perméabilité, mais de forte porosité. 20.
63 - Définition_de la ßositio11 des ouvrages de relevage
L'étude hydrogéologique des Bas-Champs a mis en évidence un débit d'eaux souterraines à drainer de 65 + 16,17 l/s^82 1/s pour une hypothèse haute et un niveau de drainage très marqué dans l'estuaire, à l'exclusion de la station de pom- page qui devra relever les eaux de la Grande Tringue et de ses affluents ainsi que les eaux météoriques superficielles sur l'ensemble des Bas-Champs qui ne sont pas prises en compte dans le schéma étudié.
3 Le débit à relever de 82 1/s, soit 295 m /h nécessitera la mise en place 3 de trois groupes de 100 m /h fonctionnant en cascade. Les emplacements de ces groupes pourront être situés :
- au niveau de la confluence Tringue des champs de 1'Amont-Canche, - à proximité du pont de Beutin, - au niveau de la Calotterie, au lieu-dit "la Hayette".
Ce système d'assainissement nécessitera par ailleurs, des travaux de terrasse- ment qui consisteront :
- à créer un contre-fossé parallèle à la Canche, - à améliorer le système de fossés actuels en l'approfondissant, en le rècalibrant et en augmentant sa longueur utile.
Jacques RICOUR, Ingénieur-hydrogéologue Service Géologique Régional Nord-Pas-de-Calais du B.R.G.M.
Direction Dép or temen tale de l'Agriculture
AMENAGEMENT DE LA BAIE DE LA CANCHE Désignation: Puits de M. Goos^eïitLMichel. RETABLISSEMENT DES ASSAINISSEMENTS AGRICOLES EN RIVE GAUCHE du repère:,+4 8,00 •62 - Sorrus
ÉVOLUTION DE L'ALTITUDE DE LA SURFACE PIÉZOMÈTRIQUE DE LA NAPPE DE LA CRAIE (Surveillance piézométrique depuis 1965)
-LEGENDE.
indice B.R.S.M. Commune Désignation Caractéristiques Altitude E.P.D. Nature Profondeur du repère
16-8-30 Sorrus M.Gosseü'n Puits U,i0m + ¿8,00 m
B. R. G. M. Service géologique regional
NOND • PAS-DE CALAIS ^apport n lit SGN 348 NPA n
lie 7-10 -1974 DIRECTION DEPARTEMENTALE DE L'AGRICULTURE ANNEXE AMENAGEMENT DE LA BAIE DE LA CANCHE
RETABLISSEMENT DE L'ASSAINISSEMENT AGRICOLE EN RIVE GAUCHE
REPARTITION DES TRANSMISSIVITES HORIZONTALES A DIVERS STADES DU CALAGE
(1er passage sur ordinateur)
1 2 3 b 6 7 8 9 10 11 12 13 15 16 17 18 19 20 i 1
1 ' t ! 2 ^ ' i
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LEGENDE
I§$c3 Limite du modèle.
50 Transmissivité horizontale en 10 m2/s, B. R. G. M. . Service géologique regional NORD - PAS-DE-CALAIS Rapport n Ji, S6N 3¿8 NPA Plan n Dal« 2-10-1974 DIRECTION DEPARTEMENTALE DE L'AGRICULTURE ANÜ1XE : III, AMENAGEMENT DE LÀ BAIE DE LA CANCHE
RETABLISSEMENT DE L'ASSAINISSEMENT AGRICOLE EN RIVE GAUCHE
REPARTITION DES TRANSMISSIVITES HORIZONTALES A DIVERS STADES DU CALAGE
(8ème passage sur ordinateur)
1 2 3 4 b 6 7 8 9 10 n 12 13 14 1b 16 17 18 19 20 1 I 2 : 3 j : 4 SA' 5 ,\Y 250 m 6 i ,\N-V-AVV /O £ 7 ~r so m 8 ..-,^ 2\ en 9 2b •t
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LEGENDE
Limite du modèle.
20 Transmissivité horizontale en 1O~5 m2/s. B. R. G. M. Servie« géologique régional NORD - PAS-DE-CALAIS Rapport n- 74 SGN 348 NPA Plan n Dat« 2-10-1974 DIRECTION DEPARTEMENTALE DE L'AGRICULTURE ANNEXE : AMENAGEMENT DE LA BAIE DE LA CANCHE
RETABLISSEMENT DE L'ASSAINISSEMENT AGRICOLE EN RIVE GAUCHE
REPARTITION DES TRANSMISSIVITES HORIZONTALES A DIVERS STADES DU CALAGE
(13ème passage sur ordinateur)
1 2 3 U t 6 7 8 9 10 11 12 13 U 15 16 17 18 19 20 1 i 1 ; 2 3 U s\à\\;.\\V^\N ! ; 1 5 250 m> 6 -1C10-^ JC) 7 ¡ 50 Ti m \' [ w 8 — r 20 ) ! 9 J 10 ,V \ T 11 -\° im 12 13 1¿ V .^ i : ¡ 15 on 16 t)0 ai 17 18 I ; 19 50 i 20 100 r ,v. 21 1 . 22 ,x\ 20 , > ^ 23 .\\ ; TU ( ")t 25 2 / i ; 26 CJ Jf i ¡ —i i ¡ 27 5TO / I 28 fT c 29 r I 30 I i
LEGENDE
Limite du modèle.
100 Transmissivité horizontale en 10 m2/s B. R. G. M. Servie« géologique régional NORD - PAS-DE-CALAIS Rapport n- 74 SGN 348 NFA Plan n Date 2-10-1974 DIRECTION DEPARTEMENTALE DE L'AGRICULTURE ANNEXE : IV AMENAGEMENT DE LA BAIE DE LA CANCHE
RETABLISSEMENT DE L'ASSAINISSEMENT AGRICOLE EN RIVE GAUCHE
REPARTITION DES TRANSMISSIVITES HORIZONTALES EN FIN DE CALAGE
(20ème passage sur ordinateur)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 2 3 4 5 250 | m 6 in —f 7 m 8 5 9 00 10 ! Í r 11 •< IL 12 I no 50 13 ) o
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30 |
LEGENDE
Limite du modèle.
5 Transmissivité horizontale en 10 m2/s. B. R. G. M.
Servie« géologique regional NORD - PAS-DE-CALAIS Rapport n- 74 SGN 348 NPA Plan n^ Date 2-10-1974 DIRECTION DEPARTEMENTALE DE L'AGRICULTURE ANNEXE AMENAGEMENT DE LA BAIE DE LA CANCHE
RETABLISSEMENT DE L'ASSAINISSEMENT AGRICOLE EN RIVE GAUCHE
REPARTITION DES TRANSMISSIVITES EQUIVALENTES VERTICALES.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 1 i 2 j ; 3
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LEGENDE
Limite du modèle.
100 Transmissivité équivalente verticale en 10 5 m2/s. B. R. G. M. Servie« géologique regional NORD - PAS-DE-CALAIS Rapport n 74 SGN 348 NPA Plan n Date 2 -10-1974 Annexe YI achangó bn l/r (eau^: eoutçrrain^e) ^ caloui* par le modèle 9.¿6 +3,00 nt sens des ^chango;?. Zone d'émergence
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