BRGM BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES AGENCE FINANCIÈRE DE BASSIN
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RENFORCEMENT DU DÉBIT D'ÉTIAGE DE LA LYS
PAR SUREXPLOITATION SAISONNIÈRE DE LA NAPPE DE LA CRAIE
Interprétation des travaux effectués en 1970
par
M. DUROUSSEAU- S. RAMON
avec La coLLaboration de A. PHILIPPART
71 SGN 191 NPA RB IVI,
Moi 1971 2.
Les auteurs de ce rapport tiennent à remercier vivement Messieurs le
Maire de Fruges et le Chef de la Subdivision des Ponts et Chaussées pour les auto¬ risations qu'ils ont bien voulu accorder et l'aide efficace apportée pour le bon déroulement des travaiox de terrain. RESUME
Dès 1969 les travaux d'étude de surexploitation de la nappe de la craie dans le haut bassin de la Lys avaient perdu leur caractère méthodologique.
En 1970, après étude hydrogéologique générale du bassin, les couches les plus aquifères ont été reconnues et explorées. Le B.R.G.M. a participé financièrement à l'essai en assurant l'encadrement et les opérations de mesures sur le terrain (jaugea¬ ge et piêzométrie); l'Agence de Bassin a assuré le financement des ouvrages et le
F paiement des bureaux d'études et entreprises extérieures pour un montant de 210.000 .
Le présent rapport relate les observations effectuées lors des travaux de recher¬ che, du pompage expérimental et de la surveillance hydrologique jusqu'en mars 1971. Il fait suite aux rapports : 68 SGL 54 NPA et 70 SGN 131 NPA* .
En ce qui concerne les résultats de l'essai, malgré un débit important rejeté à la rivière (ce qui confirme la valeur aquifère de la nappe testée) un accroissement significatif du débit d'étiage de la rivière;en aval du rejet n'a pas pu être mesure.
Toutefois l'examen du comportement de la nappe pendant le pompage a mis en évidence l'intérêt de l'exploitation de la nappe cénomanienne pour la régularisation du débit d'étiage de la Lys.
Les études ultérieures devront préciser l'inventaire des conséquences que pour¬ rait avoir cette exploitation sur les ouvrages d'alimentation en eau (forages et puits) ainsi que sur les cressonnières. Cet inventaire devra permettre de définir les solutions de remplacement.
Etude méthodologique du renforcement du débit d'étiage des rivières par la surexploi¬ tation saisonnière des réserves souterraines. Application expérimentale au haut- bassin de la Lys. Compte rendu des travaux effectués en 1967 (conditions hydrogéo¬
logiques du haut-bassin de la Lys-Pas-de-Calais) par J.C. NAPIAS.
Renforcement du débit d'étiage de la Lys par surexploitation saisonnière de la
nappe de la craie. Interprétation des travaux effectués en 1970 par M.DUROUSSEAU-
A. PHILIPPART - S. RAMON. 4.
SOMMAI R E
Pages
RESUME
1 - GEOLOGIE 6
1 1 - Travaux exécutés 6
12 - Constatations 6
13 - Documents élaborés 10
14 - Conclusions sur les données géologiques
nouvelles 12
2 - HYDROLOGIE DE SURFACE 12
21 - Profils des apports en basses eaux 12
22 - Régularité des écoulements 14
23 - Courbes de tarage 15
24 - Relations entre les débits des points de j augeage 17
25 - Evolution des débits pendant le pompage J8
3 - PIEZOMETRIE 20.
3 1 - Carte piêzométrique 20
32 - Hydraulicité de l'année 1969/1970 21
33 - Variations piézométriques 2!
4 - CARACTERISTIQUES HYDRAULIQUES DES AQUIFERES 23
41 - Observations dans les forages de reconnaissance. 23
42 - Pompage d'essai de Fruges 24
43 - Influence du pompage sur des émergences 29
44 - Conclusions sur les données obtenues par le pompage de 1 970 3Q
5 - CONCLUSIONS 30 5.
LISTE DES ANNEXES
ANNEXE l/l Carte de situation et emplacement des ouvrages cités
ANNEXE 1/2 Logs du sondage PB (n" B.R.G.M. 17-4-96)
ANNEXE 1/3 Coupes géologiques synthétisant l'ensemble des données géologiques de la haute-Lys
ANNEXE 1/4 Toit du Cénomanien supérieur
ANNEXE 11/ 1 Station : Lys-Lugy (amont confluence Traxenne)
ANNEXE II/2 Relation entre les débits mesurés d'avril 70 â décembre 70 aux points n°^ 41 et 43
ANNEXE II/3 Débits mesurés sur la Traxenne en 1970
ANNEXE III/I Carte piêzométrique
ANNEXE III/2 Variations piézométriques en 69/70
ANNEXE III/3 Variations piézométriques en 70/71
ANNEXE IV/l Coupe lithologique et technique de l'ouvrage
ANNEXE IV/2 Forage FC2 (17-4-97) Remontée après pompage préliminaire à 25 m3/h le 8/9/71
ANNEXE IV/3 Courbes "débit-rabattement à 2h" de FC2
ANNEXE IV/4 Pompage expérimental de Fruges.
Du 22.09 au 14.10.70 descente des niveatix piézométriques
ANNEXE IV/5 Pompage expérimental de Fruges. Remontée des niveaux d'eau après pompage â 192 m3/h à partir du 14/10/70 à 8h.
ANNEXE IV/6 Influence sur des niveaux et le débit de la fontaine Chanquille
ANNEXE IV/ 7 Arrêt du pompage expérimental de Fruges (débit de quelques émergences) RENFORCEMENT DU DEBIT D'ETIAGE DE LA LYS
PAR ;JREXPL0ITATI0N SAISONNIERE DE LA NAPPE DE LA CRAIE
INTERPRETATION DES TRAVAUX EFFECTUES EN 1970
1 -GEOLOGIE
1 1 - Travaux_exécuté s
En 1970, la connaissance générale de la géologie du bassin de la haute Lys a
nettement progressé grâce aux travaux suivants (l'implantation des forages est indi¬
quée sur la carte I-l) :
a - 3 forages de reconnaissance :
- le forage P8 (n" BRGM 17-4-96) de 95m de profondeur, entièrement carotté, qui
a donné les éléments de corrélation avec les autres ouvrages. On a dressé les coupes
lithologique et micropalêontologique ainsi que les logs géophysiques de résistivité,
polarisation spontanée et gamma-ray. Il est équipé d'un tube piêzométrique au Cénoma¬
nien (prise de pression à 85m de profondeur) et d'un autre au Turonien moyen (prise
de pression à 25m) .
- 2 sondages destructifs de reconnaissance, P9 (17-4-95) et PIO (18-1-117)
(respectivement 85 et 76m), ont êtê explorés par diagraphie électrique, et gamma-ray.
b - 1 forage d'essai de 91m dénommé FC2
c - 1 campagne de géophysique de surface par sondages électriques (70 SE en
AB 200 à 300m et 35 en AB 600 à lOOOm).
d - 1 campagne de diagraphie gamma-ray dans 5 forages anciens pour en préciser
la coupe géologique.
12 - Constatations
Les divers renseignements recueillis, tant micropalêontologiques que géophysiques,
ont servi à corréler les coupes géologiques des ouvrages. .CORRELATIONS PAR DIAGRAPHIES
R = résistivité G =» gamma ray () correlations incertaines
Cress. Cress. Cress,
enommation PB P9 PIO Lugy Verchin Fruges Herbecques Patou FTl Petit FC2 Herly
B.R.G.M. 14-4-96 17-4-95 18-1-117 18-1-4 18-1-3 17-4-32 18-1-7B 18-1-86 17-4-88 18-1-118 18-A-97 17-3-23
'ype de log R + G R + G R + G R R R + G R
ote du NGF + 96,67 + 114.41 + 91.86 + 83 + 96 + 90 + 85 + 114,70 + 86 + 96,12 130
;tage Repère
L 1 (+72,8) (+76) (+76)
.uronien L 2 (+81,4) (+77,7) loyen et
.nférieur
L.3 + 51,7 + 76,4 + 61 + 42,5 + 71 + 66 + 51,1
.enomanien supérieur L 3' + 52,8 + 79 it moyen
L 4 + 28,7 + 53,7 + 36,3 + 63
,enomanien
'nférieur L 5 + 15,7 + 40,8 + 21,4 + 58 - 1 + 29,5 + 49 ^craie
,lauconieu-
e entre .5 et L6)
L 6 + 5.7 + 31,6 + 52 - 8 + 106
Sault
L 7 + 43,5 - 19
n ma ire CORRELATIONS PAR MICROPALEONTOLOGIE
Dénomination PB Pl P2 P3 P4 P5 P9 PIO FC2 Rollez
N B.R.G.M. 17-4-96 17-4-78 17-4-79 17-4-80 17-4-81 17-4-82 17-4-95 18-1-117 17-4-97 17-3-38
Cote du sol NGF + 96,67 + 123,81 + 124,52 + 114,97 + 111,54 + 108,55 + 114,41 + 91,86 + 96,12 + 153
Turonien moyen
Repère D + 109,5 + 106,5
Repère C supérieur + 103,8 inférieur 91,5 et proche et proche
de 82,2 de + 99,5
Repère B + 93,8 + 99 Repère A + 65/+60 + 89/+84 + 95/+91 + 90,5/+89,5 +103/+97 +77/+74 (base du Turonien
moyen)
Toit du Cénomanien + 44/+43 + 65,8 + 79,4 + 48,1 supérieur +66/+56 + 31,8
Toit du Cénomanien + 33,7 moyen AA + 34/+11 + 54,4
Toit du Cénomanien + 12,7 inférieur
Toit de l'Albien + 5,7
00 9.
On peut estimer que ces corrélations (rapportées au forage PB, sur lequel on a pratiqué toutes les méthodes d'exploration) consignées dans les 2 tableaux ci-joints sont parfaitement fiables car exemptes de toute appréciation subjective. Elles vien¬ nent heureusement pallier les très grandes difficultés d'interprétation de coupes lithologiques particulièrement monotones. (Voir le log synthétique de P8 A en annexe 1-2) .
Il est ainsi apparu que :
a - Les assises cénomaniennes, à résistivité plus élevée que celles du turonien ont, a priori, de meilleures caractéristiques hydrauliques que le Turonien. Cela confir¬ me les observations effectuées en avril 1970 sur le forage de Fruges en pompage
(transmissivité de l'ordre de 1,5 10 ^ ni2/s) .
b - Les assises cénomaniennes ont des caractéristiques physiques sensiblement identiques dans des ouvrages éloignés de plus de 10 km (P9 et PIO), ce qui semble indiquer qu'elles constituent un aquifëre homogène et continu dans le haut bassin de la Lys. Cette continuité a été confirmée par les sondages électriques en ligne
AB^600m. Par contre, le core drill d'Azincourt, effectué pour des recherches pétro¬ lières, n'est pas corrêlable avec les diagraphies de la Lys, indiquant ainsi des varia¬ tions de faciès dans le Cénomanien entre Verchin et Azincourt. Cette hétérogénéité devra être vérifiée.
Les diverses formations ont les épaisseurs suivantes :
Epaisseur (m) Nombre de mesures d'épaisseur
Turonien inférieur 20-21 3
Cénomanien aquifëre 36-43 5 (résistant des géophysiciens) en principe Cénomanien moyen
et supérieur
Tourtia (Cénomanien inférieur) 6 à 9 5
Gault ( Albien ) 9 à 11 2 10
c - On peut parfaitement suivre divers niveaux stratigraphiques grâce à leurs
caractéristiques. La présence longtemps supposée d'une faille dans le fond de la vallée de la Traxenne n'est pas évidente. Si elle existe, son rejet est faible
(cf coupe N-S en annexe 1-3) .
d - Les corrélations des divers forages permettent de dresser une coupe géolo¬
gique relativement précise dans la vallée de la Traxenne, en particulier grâce à la
reconstitution par gamma-ray de coupes d'ouvrages anciens.
e - Enfin, la prospection géophysique de surface a montré qu'il existe dans le
fond des vallées, sous les limons, des formations d'altération perméables, en "poches" plus ou moins continues. Celles-ci jouent le rôle de drains locaux et déterminent
la position des sources perennes.
13 - 22£lH!}eSÍ^_Ei§^2£ÍS
131 - Coupes géologiques (annexe 1-3)
La coupe géologique le long de la Traxenne a été prolongée vers l'ouest jusqu'à Herly où les assises cénomaniennes affleurent. Dans l'ignorance de leurs
capacités aquifëres, la zone perméable du Cénomanien supérieur n'a pas été prolongée au-delà de Coupelle-Vieille. Le bombement des niveaux que l'on observe vers le sonda¬
ge Pl est dû au tracé en ligne brisée de la coupe (annexe I-l).
La coupe de Matringhem à Béalencourt suit la vallée de la Lys jusqu'à
Verchin. On dispose de l'excellent repère constitué par les argiles du Gault. Celles-
ci plongent régulièrement vers le sud.
La diagraphie du core-drill de Verchin semble montrer une évolution des
faciès du Cénomanien par la disparition de l'individualisation d'un Cénomanien supé¬ rieur très résistant. La diagraphie du core-drill d'Azincourt n'est pas aisément cor¬ rêlable avec celles de la haute Lys car c'est le Cénomanien inférieur qui devient
électriquement résistant. En conséquence, la zone la plus favorable à des captages
dans la vallée de la Lys (Cénomanien supérieur) n'a pas été prolongée au-delà de
Verchin.
On observe également que le Cénomanien inférieur, peu résistant, affleure dans la vallée de la Lys, peu au nord de Lugy. 11.
On peut donc considérer qu'il n'y a pas de zone aquifère exploitable à l'aval de Lugy (jusqu'à Coyecques probablement, où l'on retrouve par diagraphie des formations identiques à celles de Fruges).
132 - Toit du "Cénomanien résistant" (annexe 1-4)
La formation qui nous intéresse le plus est évidemment le Cénomanien supé¬ rieur et moyen à forte résistivité électrique et faible radioactivité naturelle. Cette zone, reconnue continue sur plus de 10 km (Coupelle-Vieille - Lugy - Verchin) .possède ainsi les caractéristiques d'un bon aquifère (cf le paragraphe 4). Elle avait été re¬ marquée en 1969 et sa forte perméabilité mise en évidence par le pompage effectué sur le forage de la ville de Fruges en avril 1970 (cf rapport 70 SGL 131 NPA).
Les reconnaissances par sondages électriques en lignes AB 600 à 1000m réali¬ sées par la Compagnie générale de géophysique (CGG) en mai 1970, les sondages de recon¬ naissance et diagraphies dans des forages anciens ont permis de tracer la carte du toit du "Cénomanien résistant" (sommet de la zone aquifère) .
Une contradiction apparaît au sud de Verchin où l'interprétation des sonda¬ ges électriques de surface conduit à admettre un pendage vers le nord alors que nous avons vu que les éléments rassemblés sur la coupe N-S (annexe 1-3) indiquent un pen¬ dage vers le sud.
Il est possible que l'interprétation des sondages électriques soit perturbée par une évolution des résistivités du Turonien moyen et inférieur. D'une façon géné¬ rale, on peut remarquer que la reconstitution de la surface du toit des formations résistantes du Cénomanien a une allure qui ressemble à la topographie du sol.
Le mur du "Cénomanien résistant" pris en compte par la CGG correspond au toit du Tourtia. On intègre donc la zone moins résistante et vraisemblablement moins perméable du Cénomanien inférieur. La cartographie de cette surface semble peu inté¬ ressante ; la surface à cartographier serait plutôt la limite inférieure de la partie la plus résistante du Cénomanien, non révélée par la géophysique de surface. Le trop petit nombre de renseignements et l'inconnue sur la continuité des niveaux au sud de Verchin n'ont pas permis de la réaliser. 12.
1 4 - Çonclusions_sur_les_donnêes_géologi£ues_nouvelles
- La faille de la Traxenne ne semble pas exister.
- Le Cénomanien supérieur et moyen a une plus forte résistivité électrique
(80 à 110 m) que le Cénomanien inférieur (environ 80). Ceci doit correspon¬
dre à une perméabilité plus importante.
- La continuité des caractéristiques physiques des formations cénomaniennes de
Verchin à Coupelle-Vieille a été établie.
- Il n'y a pas de zone perméable importante à l'aval de Lugy dans le fond de la
vallée de la Lys.
- L'existence d'un changement de faciès entre Verchin et Azincourt reste à véri¬
fier.
2 - HYDROLOGIE DE SURFACE
21 - P£2ÎiiS_aÊ5_§EE2££S_êS_^âËSÊ2_ê§li5_
De l'ensemble des mesures effectuées depuis 1967 le même jour en plusieurs points
nous avons extrait le tableau ci-dessous qui donne pour les périodes d'étiage de
1967 à 1970 les moyennes d'apports bruts (en m3/s) et de débits spécifiques
2 "(en l/s km ) aux points de jaugeage :
211 - La L2s_de pelettes_à sa source.
La première ligne correspond à la moyenne des 3 mesures effectuées en
août, septembre et octobre 1967 ; la seconde à la moyenne des 4 mesures effectuées en
septembre et octobre 1970.
DELETTES MATRINGHEM HEZECQUES LUGY (aval) LUGY (amont) POINT DU JOUR' VERCHIN LISBOURG n°53 n°52 n°51 n°17 n°!6 n°13 n°10
158 km2 102 km2 93 km2 88 km2 46 km2 44 km2 27,3 kra2 I 8 , 3km2
Qe Qs Qe Qs Qe Qs Qe Qs Qe Qs Qe Qs Qe Qs Qe Qs m% l/s/km^
0,88 5,6 (q59) (5,8) (0,66) 7,0 0,73 8,3 0,22 4,8 0,16 3,7 0,04 1,5 0P4 2.1
0,90 5,7 0,74 7,3 0,70 7,5 0,66 7,5 0,26 5,7 0,16 3,7 ;057 2,1 13.
212 -_La Traxenne_de Lugy_à_sa source_
LUGY FRUGES FRUGES BASLEAU BASLEAU COUPELLE VIEILLE n''50 n''43 n''42 n°415 n°4l n°54
41 km2 39 km2 37,5 km2 29,5 km2 28.7 km2 17,5 km2
Qe Qs Qe Qs Qe Qs Qe Qs Qe Qs Qe Qs août, sept. , oct. 1967 0,35 8,5 0,152 4,0 0,102 3,6 (3 mesures) juillet, août, sep t.
1968 (3 mesures) 0,42 10,2 0,13 4,5
sept. , oct. ,nov. 1969 (3 mesures) 0,33 8,1 0,086 3,0 0,027 1,55
sept. oct. 1970
(4 mesures) 0,43 10,3 D,24 6,0 0,10 3,5 0,034 1,95
influencé par le pompage d'essai
En prenant comme base de comparaison les débits spécifiques à Delettes, on peut
noter :
- la faiblesse des débits spécifiques en amont de "Point du Jour" sur la Lys et
de Fruges sur la Traxenne,
- l'importance des apports en aval de ces deux points jusqu'à Hezecques, zone qui
coïncide avec l'affleurement du Cénomanien.
Toutefois, il existe des émergences (source Dubuisson :10 l/s) en amont de cet
affleurement dans la vallée de la Traxenne qui font croître le débit spécifique dans
cette zone comme le montre le tableau suivant :
Débit spécifique d'étiage en 1970 (l/s km2)
Station Cours d'eau
N° Désignation Traxenne Lys
41 BASLEAU 3,5
16 , POINT DU JOUR 3,7
43 FRUGES (abattoirs) 6,0
50 LUGY 10,5
52 HEZECQUES 7,5
- enfin, le faible accroissement des débits entre Hezecques et Delettes corres¬
pondant à la traversée du seuil primaire peu aquifère. 14.
22 - Régularité des_ê cou lement s
Le tableau ci-dessous permet d'apprécier la régularité dans le temps des écoule¬
ments et de la comparer entre eux (les débits sont en m3/s) .
Lys à Lys â Source à Traxenne Traxenne Traxenne Lys à Aa à
Verchin Hezecques Coupelle- Coupelle- Basleau Lugy Delettes Wizernes }m = débit moyen Vieille Vieille n^n n"52 n''40 n''34 n''41 n°50
)m 1967 0,73 1,92 4,98
Jm 1968 0,075 0,65 2,18 5,50
tal 1969 0,12 0,057 0,092 0,24 0,53 1,75 4.51
¡m 1970 0,18 (1,10) 0,059 0,093 0,23 0,64 2,02 5,32
Im depuis l 'ori- 0,15 (1,10) 0,064 0,093 0,023 0,64 67-70:1,97 37-70:5,08
;ine des mesures 56-70:1,89 34-70:5.12
le/Qm depuis Q^ ^'^/Qm ^^ ^^/Qm Q^ 65/Qm Q^ 69/Qm Q^ ^9/q^ Q^ 65/Qm Q^ 69/Qm Q^ ^^v 'origine des
lesures
e/ 27 60 20 29 33 50 42 49 'Qm p.n %
il s'agit d'un débit moyen approché : quelques mesures manquent.
La régularité annuelle des écoulements est faible pour les débits amont qui pro¬
viennent du Turonien. (points n°^ 13,40,41) : les rapports Qe/Qm varient entre 20 et
30%; pendant la même période, l'Aa, cours d'eau réputé régulier voyait son rapport
Qe/Qm atteindre 49%. De son coté, la Lys à Delettes paraît moins régulière avec un
rapport intermédiaire de 42%; par contre, à Lugy (Traxenne) et à Hezecques Qe/Qm est
plus élevé puisqu'il est compris entre 50% et 60% ; en éliminant pour ces deux points
de jaugeage l'influence des apports du Turonien, on peut appréhender les seuls apports
du Cénomanien : on obtient alors le tableau suivant pour la Traxenne et pour l'ensemble
du bassin en araont d' Hezecques en 1970 :
3 Qm (ra /s) Qe (ra^/s) Qe/Qm
Lugy (Traxenne) 0,64 0,43
Basleau 0,23 0,10
Apports du Cénomanien 0,41 0,33 83 % entre Basleau et
Lugy (Traxenne)
Hezecques 1,10 0,7 15.
3 Qm (m /s) Qe (m^/s) Qe/Qm
Point du Jour 0,36 0,16
Basleau 0,23 0,10
Apports du Cénomanien
entre Hezecques Point du 0,51 0,44 86 %
Jour et Basleau
Les apports du Cénomanien présentent donc une régularité bien plus marquée que
celle des écoulements en provenance de la nappe libre de la craie (Aa par exemple) et
encore plus en contradiction avec la fluctuation de la pluie efficace. Cette régula¬
rité exceptionnelle ne peut s'expliquer que par l'alimentation continue de la nappe
cénomanienne par celle du Turonien qui la surmonte.
L'année 1970 paraît avoir eu une hydraulicité un peu plus forte que la moyenne :
7 % de plus, en ce qui concerne la Lys à Delettes ; on peut donc estimer à environ
3 1 m /s en moyenne la ressource du bassin au niveau d' Hezecques (entrée du verrou pri¬ maire) et un débit d'étiage de 0,6 m3/s (le débit d'étiage sévère pourrait être estimé
à 0,5 m3/s).Si l'on veut régulariser la Lys à son débit moyen au niveau d'Hezecques il
faut donc être capable de lui apporter 0,5 m /s net en étiage sévère. On peut imaginer
d'apporter plus encore, quitte à ce que cela entraîne en période humide un débit infé¬
rieur au débit moyen.
23 - Çourbes_de_tarage
Les courbes de tarage figurent en annexe II-l . On peut faire les remarques sui¬
vantes :
- La_L^^s_à_Verchin_(n''232
Il ne semble pas y avoir une grande influence des herbes car pour une même cote
les débits ont été plus faibles en janvier et décembre qu'en septembre. Il y a par
contre, pour une autre raison non connue, une forte dispersion : pour une même cote le
débit varie facilement du simple au double (et pas seulement pour les faibles débits);
il faudrait examiner ce qui se trouve à l'aval de la station (barrages de pierres faits
par les pêcheurs, dépôts d'ordures ...?).
- La_L2S_au Point-du-Jour ^n^lô)
Il est impossible de se prononcer sur l'influence de la végétation puisque les mesures n'ont commencé qu'en avril. On peut noter toutefois la mesure apparemment
aberrante du 15 septembre. 16.
- La L^s à_Lug2 en amont de la confluence (n''l7)
Il s'agit de la station la plus sensible du haut bassin, de la Lys ; l'influence de la végétation n'apparaît pas ; le fait que le jaugeage du 10 décembre soit en dessous de la courbe ne prouve rien car il n'y a pas eu en 1970 de crue d'automne pour nettoyer les lits. On peut noter les deux résultats très discordants des 8 et
15 octobre. (Il n'y a eu cependant aucune précipitation du 7 au 1 7 octobre).
- La_Traxenne à Basleau X'^*'41^
Comme à Verchin, mais à un degré moindre toutefois, le débit peut varier très sensiblement pour une même cote : le 21 janvier et le 15 septembre, les points sont très nettement au-dessus de la courbe et le 11 février nettement au-dessous.
- La_L2S_à_Lug;^ l^Y^l Û.^..^^ conf luence_n^5j^)
Il s'agit d'une station des Voies navigables (S. H.C.) pour laquelle en 1970 a
été réalisé un seuil provisoire horizontal en béton et dont la courbe de tarage était relativement peu sensible ; les résultats journaliers de débit figurent en annexe
Depuis le mois de novembre 1970 le seuil définitif a été placé et les résultats devraient s'améliorer en sensibilité.
Les autres points de jaugeage ne possèdent pas de courbe de tarage. Toutefois, des améliorations sensibles pourraient être obtenues :
- sur la Traxenne à Lugy : s'il est possible de tarer le seuil du moulin (en amont du point de jaugeage n°50 existant) les vannes ne sont manoeuvrées qu'une fois par semaine (quelques heures) .
- sur la Lys à Hezecques, où existe aussi un moulin, mais dont l'activité a cessé; il s'ensuit que le seuil où subsiste les montants des vannes est souvent encombré par des branchages. Moyennant un nettoyage régulier, ce point pourrait constituer une bonne station.
En définitive, la meilleure relation hauteur-débit qui a pu être trouvée à l'heure actuelle est celle de la Lys à Lugy (n°17, amont de la confluence).
Viennent ensuite celles de la Traxenne à Basleau (41), de la Lys au Point-du-Jour
(16) et enfin la Lys à Verchin (n°13). 17
Dans, ces conditions et en supposant l'établissement des courbes acceptables sur la Traxenne au moulin de Lugy et sur la Lys à Hezecques, le réseau de surveillance hy¬ drométrique permanent de la haute Lys pourrait être le suivant :
DESIGNATION DES POINTS JAUGEAGE Í LECTURE JOURNALIERE OBSERVATIONS D'ECHELLE
Lys à Lisbourg n°10 mensuel oui à condition de déplacer l'échelle
Lys à Verchin n°13 mensuel peu utile
Lys à Lugy n° 17 mensuel oui (amont)
Lys à Lugy n^Sl mensuel enregistrement station SHC existante (aval : station SHC)
Lys à Hezecques n°52 mensuel oui, à condition de déplacer l'échelle, d'en améliorer les lectures et de maintenir les
vannages dégagés.
Traxenne n°34 éventuel¬ enregistrement seuil existant
Coupelle-Vieille lement bon tarage (2 à 3 fois par an) pour contrôle
Traxenne n 41
Basleau mensuel OUI amélioration des lectures par l'obser¬
vateur
Traxenne n 50 mensuel oui, à condition de pouvoir utiliser le seuil du moulin comme contrôle de la hauteur de l'eau ou de déplacer l'échelle actuelle.
En tout état de cause, il conviendra d'améliorer par rapport à 1970 la qualité
des lectures des observateurs qui n'a pas permis en général d'établir le tableau
des débits journaliers.
Enfin, pendant la durée des essais de pompages futurs et de part et d'autre de
cette période (Imois pour fixer les idées) il faut prévoir des jaugeages hebdomadai-
res du cours d'eau en des points encadrant le rejet ainsi que des émergences indi¬
vidualisées susceptibles d'être influencées.
24 - Relations entre_les_dêbits_des_£oints_de_iaugeage
Les graphiques de relations entre les débits mesurés en différents points de
jaugeage du bassin figurent en annexe II-2. 18
De bonnes relations existent entre les débits d'un même cours d'eau (ce qui est normal, vu la proximité de ces points les uns des autres); en particulier entre les débits de Coupelle-Vieille, Basleau, Fruges (abattoirs) Lugy sur la Traxenne, où les coefficients de corrélation dépassent tous 0,95.
Par contre les relations deviennent beaucoup moins serrées entre les débits de la
Lys et de la Traxenne et la meilleure d'entre elles (dont le graphique est en annexe) n'atteint que 0,84 en coefficient de corrélation.
En cas d'amélioration de la qualité des mesures (par construction éventuelle de stations permanentes) on peut penser obtenir des relations de meilleure qualité ; ce n'était toutefois pas le cas en 1970.
25 - Evolution_des_débits_£endant_le_gomgage
Les dispositions suivantes avaient été prises dès le mois de juillet en ce qui concerne la mesure des débits :
. jaugeages bi-mensuels
. relevés journaliers d'échelle
. mise en place temporaire de manographes mobiles en chaque emplacement de
jaugeage
Les manographes ont permis de déceler l'influence sur la Lys du moulin de
Lugy, le seul encore en exploitation (quelques heures par semaine).
Les relevés d'échelle ont par contre été assez décevants, d'une part en raison de la faible qualité des courbes de tarage et d'autre part, du fait de l'inexpérience des observateurs ; en particulier les relevés effectués sur la Traxenne à Fruges
(Abattoirs ; n*'43) et Lugy (n'SO) se sont révélés inexploitables.
Seuls, les jaugeages sont utilisables ; malheureusement, compte tenu de la défaillance des relevés d'échelle, ils ne sont pas assez fréquents : il aurait fallu effectuer sur la Traxenne des jaugeages hebdomadaires au minimum, de juillet à décem¬ bre, pour bien saisir la décrue,puis l'influence du pompage et enfin l'évolution du débit après l'arrêt du pompage. 19.
Ceci dit, les éléments sûrs que nous possédons : jaugeages ponctuels et valeurs moyennes journalières aux stations de Coupelle-Vieille (n°34) et de Lugy sur la
Lys (n°51), ainsi que les recoupements qui peuvent être établis entre les débits des points et des stations de jaugeages permettent de dresser l'évolution probable des débits en différents points et en particulier sur la Traxenne.
Les courbes de tarissement de la Lys et de la Traxenne figurent dans l'annexe
II-3. La décrue a débuté au mois d'avril et s'est poursuivie de façon régulière jusqu'en fin octobre, en conformité avec le tableau de la pluie efficace mensuelle du § 32 qui indique l'absence d'infiltration vers la nappe de mai à octobre inclus.
Toutefois, quelques pluies intenses et brèves ont échappé en partie à l'évaporation et ont induit des crues de courte durée qui, apparemment, n' ont pas eu d'influence sur la décrue générale ; il s'agit en particulier des épisodes pluvieux du 20 août avec 1 6 mm à Fruges et du 11 au 15 septembre avec 76 mm.
Par contre, dès le mois de novembre, la pluie efficace cesse d'être nulle et la décrue générale est interrompue sans pour autant d'ailleurs que l'on assiste à une remontée des débits qui restent en tous les points sensiblement constants.
Dans le rapport précédent, 4 méthodes possibles avaient été étudiées pour éva¬ luer le débit naturel qui se serait écoulé dans la rivière en l'absence de pertur¬ bation, de manière à apprécier par différence avec le débit réel mesuré l'accrois¬ sement effectif du débit ; ces méthodes étaient les suivantes :
- corrélation pluie-débit,
- corrélation avec une station de jaugeage d'un cours d'eau voisin non influen¬ cé,
- autocorrélation entre débits successifs.
- extrapolation des courbes de décrue.
Les corrélations pluie-débit ne sont pas encore au point et l'on a vu au
§ 24 que les liaisons entre les débits de la Lys et de la Traxenne ne sont pas encore exploitables dans ce sens. L'autocorrélation ne peut être utilisée que si l'on dispose de valeurs journalières de débit ; restait donc l'extrapolation des courbes de décrue. Pour les points 41 et 43 qui encadrent le rejet du pompage celle- ci est peu précise pour plusieurs raisons : 20
- on ne dispose pas, en nombre suffisant, de jaugeages non influencés :par les
crues : 5 valeurs pour le point 43 et 6 valeurs pour le point 41.
- les derniers jaugeages avant le début du pompage ont eu lieu les 15 et 17
septembre soit 4 jours avant le début du pompage et en outre, ils étaient influencés
par une crue.
- après l'arrêt du pompage (14 octobre) la décrue a cessé et seulement deux
jaugeages ont été effectués en novembre et décembre. Il n'est donc pas possible
dans ces conditions de caler avec précision la courbe de décrue non inf luencée.Les
lectures journalières d'échelle n'ont pu, malheureusement comme on l'a vu, apporter
les renseignements complémentaires indispensables pour combler les lacunes entre
les jaugeages ponctuels.
Les effets du pompage sur la Traxenne ont donc été évalués uniquement par in¬
terprétation des mesures piézométriques (§4).
3 - PIEZOMETRIE
31 - Carte_£ÍézometrÍ2ue_j[annexe_III-J[)
La carte piêzométrique de la nappe de la craie dans le haut bassin de la Lys
a été levée du 28 au 31 juillet 1970, en période de décrue de nappe. En quatre
jours le niveau n'a pu varier que de quelques centimetres au maximum sous les pla¬
teaux.
En ce qui concerne le tracé de la carte, deux remarques sont à faire :
- le faible nombre de points de mesure sur les plateaux laisse de larges possi¬
bilités dans le choix de la forme et de la position des courbes isopièzes.
- il n'a pas été possible de cartographier à part les niveaux d'eau du Cénoma¬
nien et ceux du Turonien. Les 2 nappes sont donc confondues mais on a pu constater
que la différence de niveau entre les deux surfaces piézométriques était nulle à
cette époque en Pl (alors que cette différence peut atteindre 3 à 4 mètres à l'étia¬
ge et pendant les crues de la nappe) .
Cette carte est peu différente de celle levée en 1967 ; le drainage par les
vallées est très fortement accusé, conséquence de la faible perméabilité des for¬
mations turoniennes. 21.
32 - H2draulicité_de_l^année_2969/J.970
L'alimentation des nappes et cours d'eau a été calculée par la méthode empirique
de Thornthwaite de 1960 à mars 1971. Sur le tableau ci-après de l'alimentation de
la nappe selon Thornthwaite, on peut faire les observations suivantes :
- la pluie efficace de l'année 1969/1970 dépasse de 20 % la moyenne des 11 der¬ nières années, (De même, les débits de la Lys à Hezecques étaient supérieurs à la moyenne de 7 %) .
- la pluie efficace de 1968/1969 est inférieure de 15 % à la moyenne
- on peut s'attendre à une année de faible hydraulicité en 1970/1971 semblable
à celle de 1962/1963, donc à des niveaux de nappe trës bas.
33 - Variations_£ÍézométrÍ2ues
En 1970 le réseau de surveillance piêzométrique s'est accru à la suite du forage des piézomètres au Cénomanien. On avait ainsi en surveillance 17 niveaux d'eaux à la
fin de l'année.
Certains ouvrages étant piézométriquement fortement correlés (cf le rapport
70 SGL 131 NPA), le réseau de surveillance a été réorganisé au début 1971. Il comprend
5 surveillances de niveaux d'eau au Turonien et 5 au Cénomanien (dont 3 sur piézo¬ mètres doubles) .
La nappe, haute en avril-mai, a atteint et même dépassé de quelques mètres les niveaux de crue de mars 1969. A partir de juin la décrue est régulière (annexes III-2
et III-3).
L'étiage le plus prononcé a été atteint en fin novembre. Les niveaux d'eau dans
les vallées avaient alors rejoint ceux de novembre 1969. Sur les plateaux et à flanc
de vallée, ils étaient de un à quelques mètres plus hauts.
Ces observations montrent pour l'année 1970 une hydraulicité moyenne, supérieure
à celle de 1969.
La remontée des niveaux piézométriques s'effectue brutalement en début décembre, marque un palier en janvier 1971 et reprend dans la dernière semaine de janvier. Un
autre palier existe en mars 1971. INFILTRATIONS A FRUGES SELON THORNTHWAITE (en mm)
Année S 0 N D J F M A M J J A TOTAL hydrologique
1960/1961 0 82 159 163 127 89 0 0 0 0 0 0 620
1961/1962 0 0 92 108 114 36 43 8 0 0 0 0 401
1962/1963 0 0 76 68 9 15 38 6 11 32 0 0 255
1963/1964 0 14 159 22 247 23 44 26 0 0 0 0 535
1964/1965 0 71 134 138 125 157 40 41 0 0 0 0 706
1965/1966 0 0 49 250 49 88 301 21 0 0 0 0 758
1966/1967 0 7 125 178 35 65 34 12 37 0 0 0 493
1967/1968 0 41 65 145 43 57 17 10 0 0 0 0 378
1968/1969 79 31 20 29 49 90 59 20 38 0 0 0 415
1969/1970 0 0 47 106 67 144 127 95 0 0 0 0 586
/VvyVj ^//// y//// 1970/1971 0 0 33 57 92 18 44 0 0 244<" V/Zx.m/,/////
Moyenne -490
N3 (l) total probable tS3 23.
On observe un déphasage des variations entre la nappe turonienne et la nappe
cénomanienne au piézomètre double Pl. Ce fait n'est pas confirmé par les variations
des niveaux mesurés dans les couples PBB/FC2 et P9/FT1 qui évoluent en phase. Il est
possible que le phénomène observé en Pl soit accidentel ou local, (une explication
devra être trouvée en 1971).
4 - CARACTERISTIQUES HYDRAULIQUES DES AQUIFERES
41 - Observations dans_les_forages_de_reconnaissance
Lors du forage par la Société Fondasol des trois sondages de reconnaissance, on
avait constaté des pertes totales de fluide (forage à l'eau claire) à 55m dans le PB
(Fruges), 45m dans le P9 (Coupelle-Vieille) et 4lm dans le PIO (Verchin) cotes qui
correspondent approximativement aux niveaux électriquement les plus résistants du
Cénomanien (cf § géologie) .
D'autre part, une nappe artésienne a été traversée à Fruges (PB) entre 15 et
25m. Il s'agit vraisemblablement d'une mise en pression locale des eaux sous les
limons.
Afin de reconnaître de façon sommaire les qualités hydrauliques de cette nappe,
les tubages provisoires de forage ont été surélevés pour arrêter tout écoulement en
surface (niveau statique à environ 95 cm au-dessus du sol) .
Le 26/06/1970, après une période d'écoulement libre, on a arrêté l'écoulement et
mesuré la montée du niveau d'eau pendant 20 mn. L'interprétation de cette remontée
nous conduit à estimer la transmissivité de l'ordre de 1,5.10 m2/s.
Cet aquifëre n'a pas semblé intéressant, mais on y a placé un piézomètre (P8B)
dont la prise de pression est située à 24m de profondeur.
Entre 50 et 80m de profondeur dans le sondage PB, devenu P8A après dédoublement des
prises de pression, un essai Lefranc par pompage a été pratiqué sur les formations
cénomaniennes. On a obtenu un débit de 10 m3/h pour un rabattement apparemment stabili¬
sé de !,34m, ce qui correspondait à une transmissivité de 4. 10~ m2/s, valeur aberrante
comme on le verra au paragraphe suivant. 24.
42 - Pom£age_d¿essai_de_Fruges
421 - Situation géogra£hique_et hydrogeologique
Cet ouvrage dénommé FC2 et enregistré sous le n° BRGM : 14-7-97 est situé
à 1 km à l'amont de Fruges, sur un terrain dépendant de la subdivision des Ponts et
Chaussées de Fruges.
Coordonnées : x= 584,94
y= 313,215
z = +96,12 NGF
Son emplacement figure sur'la carte de l'annexe I-l. Il capte la nappe de la
craie cénomanienne exploitée par le forage communal de Fruges à 1 ,4 km à l'aval et
la fontaine Chanquille (forage artésien de 45m de profondeur situé à 1 km à l'aval).
Les exutoires naturels de la nappe cénomanienne, situés à environ 2 km à l'aval sont
aménagés en cressonnières.
422 - Coupes_lithologÍ£ues_et technÍ2ues_des_ouvrages
Le forage FC2 a été réalisé par l'entreprise Meurisse à Carvin en
juillet/août 1970. Il capte l'eau dans les formations cénomaniennes entre 57 et 90m
(coupe technique et géologique en annexe IV-1).
La nappe circulant dans la craie altérée située en tête du forage a
été isolée par cimentation jusqu'à 19m de profondeur.
Les niveaux ont été observés dans les piézomètres P8A. PBB, P9 et
dans le forage communal de Fruges. On a suivi également le débit de la fontaine
Chanquille.
Profondeur de Formation
la prise de explorée Distance à FC2
pression
P8A 48 à B7ra Cénomanien 100m
PBB 14 à 24m Turonien moyen 100m
P9 74 à 84m Cénomanien 2900m
Forage de Fruges 30 à 65m Cénomanien 1400m
Fontaine Chanquille 32 à 45m (?) Sommet du 1050m Cénomanien 25.
L'ouvrage a subi des pompages de nettoyage par paliers successifs de débit
les 7 et 8 septembre 1970.
Les niveaux mesurés à la remontée après le dernier palier ont permis de
tracer une courbe (annexe IV-2) avec laquelle on a estimé la transmissivité à
-3 6. 10 m2/s (la différence avec la valeur obtenue par essai Lefranc en PBA tÍ6
vraisemblablement à un colmatage partiel du piézomètre par la boue de forage) .
L'acidification a consisté en l'injection de 5 t d'acide en 3 passes avec
un temps de réaction de deux heures et un pompage entre chaque injection.
Les 16 et 17 septembre 1970, le niveau statique êi-aft à 1,65tti sous le sol.
La courbe d'exploitabilité (relation débit-rabattement) a été établie en 7 paliers
de deux heures de pompage à un débit constant (30 à 190 m3/h) .
L'annexe IV-3 représente cette courbe avant et après aci¬
dification. On observe que l'acidification a permis d'obtenir une relation linéaire
(pente 1 en coordonnée log-log) ce qui correspond à l'allure d'une courbe théorique
sans pertes de charge dynamiques. On peut donc sans grand risque extrapoler cette
relation et admettre qu'un débit de 400 m3/h peut-être obtenu avec un rabattement de
l'ordre de 25 à 30m (rappelons que le sommet des crépines du forage est à 57m de pro¬
fondeur) .
Le pompage expérimental ayant débuté le 21/09/1970, on a utilisé la pompe
en place, capable d'un débit théorique maximtmi de 200 m3/h (55 l/s).
423 - Déroulement de_l¿essai
Le pompage a débuté le 21/09/1970 à 14hl5 mais une coupure de l'alimentation
en électricité l'a interrompu à 15h06.
On a donc effectivement commencé le pompage le 22/09/1970 à 8h.Le débit a été maintenu à 190 m3/h (i 5 %) pendant toute la durée de l'essai soit jusqu'au 14/10/70
à Bh, sauf un arrêt le 12/10/1970 de 9hl2 à 1 7h37 dû à une coupure de courant.
L'arrêt définitif eut lieu le 14/10/1970 à Bh soit après 52Bh de pompage.
La remontée fut surveillée jusqu'au 16/10/1970.
Les niveaux ont été mesurés à la sonde électrique, le débit du forage au
compteur et celui de la fontaine Chanquille à l'aide d'un décalitre. 26.
L'eau était évacuée dans la Traxenne à 50m environ.
424 - Interprétation_des_mesures_
L'interprétation des pompages d'essai consiste à rechercher le schéma théorique, et par là même simpliste, qui s'applique le mieux (ou le moins mal) à un phénomène naturellement complexe.
Les mesures de rabattement ont été d'abord reportées sur graphique en fonction du logarithme du temps afin de tenter une interprétation du pompage selon la méthode classique de Jacob (la descente du niveau d'eau étant assimilée à une courbe logarithmique, la méthode consiste à rechercher le meilleur alignement des points représentatifs des mesures sur graphique semi-logarithmique) .
On a pu faire les observations suivantes :
- Il est très difficile de trouver une droite convenable. En admettant
; . . -2 une large approximation onn obtiendrait une transmissivité de 1,2.10 m2/s et un
4 emmagasinement de 1,3.10
- La stabilisation observée après lOh de pompage ne peut, selon ce schéma d'interprétation, correspondre qu'à une alimentation de la nappe située vers 700m de distance du forage. Les émergences connues, susceptibles de faire office de li¬ mite d' alimentation, (n'ayant pas été asséchées par le pompage) se trouvent à 1200m au minimum (source Dubuisson près des abattoirs de Fruges) .
Enfin, dans ce type d'interprétation on ne peut expliquer les variations de niveau du piézomètre PBB. En effet, le schéma admet une imperméabilisation par¬ faite des terrains situés au-dessus et au-dessous de l'aquifère sollicité et ce piézomètre situé dans le Turonien n'aurait pas du être influencé.
Il faut donc adopter une théorie des écoulements souterrains qui tienne
compte de l'existence de transferts d'eau à travers le toit de l'aquifère.
La structure hydrogéologique (Cénomanien perméable sous un Turonien peu perméable) nous engage à choisir le schéma interprétatif de Hantush (drainance) . A
la descente, le graphique du logarithme des rabattements en fonction du logarithme 27.
du temps a été superposé aux courbes de référence de Hantush, on obtient ainsi
(annexe IV-4) :
T = transmissivité de l'aquifère principal (Cénomanien)
S = emmagasinement
K'= perméabilité verticale de l'aquifère semi-perméable (Turonien inférieur et moyen)
S'= facteur de drainance homogène à l'inverse du temps (débit par unité de surface d'aquifère influencé et par unité de rabattement)
vmm/. T (m2/s) S K' (m/s) S' (s"')
PBA 9.10"^ 1,7 10-' \ . 10"^ 3.10"^
FC2 4. lO"-^ y/.V/,y,mm.y\vmmA
La remontée a êtê interprétée comme une injection, l'équilibre hydrodynamique
étant supposé atteint après lOh de pompage (le pompage a duré 528 h).
On a obtenu (annexe IV-5) :
y/yy/.y/, T (m2/s) S K' (m/s) S' (s S
-4 PBA 8. lO"-^ 2. 10 \ . \m 3.10"^
FC2 5.10"-^ ym//.y/wm//.vmm/
Le dépouillement des enregistrements du limnigraphe disposé sur le forage
communal de Fruges traduit un rabattement des niveaux d'eau de l'ordre de 13 cm le
premier jour et de 27 cm en fin de pompage, compte non tenu de la décrue naturelle de
la nappe.
L'évolution du rabattement n'a pu être suivie valablement à cause des grandes variations du niveau d'eau dues aux pompages dans le forage communal.
La courbe temps-rabattement ne peut donc pas être interprétée. En théorie, la
stabilisation des niveaux est obtenue au même temps en chaque point soit après lOh de
pompage environ.
Les niveaux observés en PBB, piézomètre de 24m de profondeur, crépine dans la partie drainée de l'aquifère. sont représentés sur un graphique de l'annexe IV-6.
Nous ne connaissons pas de méthode d'analyse de cette courbe. On constate que le niveau
d'eau dans ce piézomètre réagit en sens inverse de ce que l'on attendrait, pendant
environ 2h. à chaque sollicitation de la nappe captive cénomanienne : le niveau monte en
début de pompage et baisse lors d'un arrêt . Ce phénomène serait équivalent à celui
des variations de niveau piêzométrique induites par des variations barométriques (pres¬
sion de l'atmosphère). Dans le cas qui nous intéresse, la décompression des terrains 28.
supérieurs, brutalement amorcée par suite de la grande "nervosité" de la nappe captive
(descente de 1,67m en 2h au PBA) se fait sentir bien avant les sollicitations hydrau¬
liques (décalage de 2h environ) en P8B.
Enfin, nous avons comparé la courbe de dépression des niveaux en fonction de la distance au forage â la représentation de la fonction Ko de Bessel. Selon
Hantush la superposition de ces courbes est utilisable dès que l'on atteint un régime
stable. Le rabattement dans le forage a été supposé sans pertes de charge dynamiques
(cf le § 422). A l'aide des valeurs du rabattement en FC2 et PBB en fin de pompage.
la superposition correspond aux conditions suivantes :
T = 9 à 10. lo"-^ m2/s K' de l'ordre de 5 à B.io'^'m/s
S' de l'ordre de 3.10 s (ou 10 m3/h par mètre carré d'aquifère
influencé et par mètre de rabattement)
K' est la perméabilité verticale du réservoir peu perméable, ici le
Turonien inférieur. On en déduit alors les rabattements théoriques suivants :
29 cm à la fontaine Chanquille (à 1050m)
18 cm au forage communal (1400m de distance)
10 cm â 2 km soit au niveau de la station de jaugeage des
abattoirs de Fruges et des premières ém.ergences cénomaniennes.
Celles-ci ont donc certainement été atteintes. Ce rabattement a provoqué une diminution du débit, ce qui est équivalent à une alimentation locale de la nappe et agit à son tour sur le rabattement (en le diminuant) . Les valeurs calculées ci- dessus sont donc supérieures à celles observées. La zone des cressonnières a vraisem¬ blablement réagi hydrauliquement comme une limite d'alimentation partielle bloquant l'extension du cône de rabattement. Toutes les cressonnières ont probablement accusé une diminution de débit trës faible et non mesurable (§43). Le schéma hydrogéologique adopté ne correspond donc pas tout â fait à la réalité. Une alimentation lui est
superposée. Elle est vraisemblablement faible en regard des débits obtenus par drai¬
nance.
En résumé, on peut admettre que le Cénomanien agit en couche drainante de transmissivité de l'ordre de 8 à 10.10 m2/s et d'emmagasinement égal à 2.10 sous un réservoir turonien inférieur et moyen (perméabilité de l'ordre de 10 m/s). 29.
L' emmagasinement de la nappe libre a été mesuré lors du pompage de 1969 sur le puits
FTl s'adressant au Turonien moyen. On avait obtenu : S = 2 à 5 %.
43 - l2ÎlliêS£ê_au_E22ÎE§Sê_SHI_lêË_Ëîi!ÊIËêB£ÊË
Nous avons suivi l'évolution du débit de la fontaine Chanquille durant le pompage
(annexe IV-6) . Son débit était de l'ordre de 0.7 l/s avant pompage (il est d'ailleurs
fortement influencé par les pompages de la commune de Fruges). En quelques jours, il
atteint 0,2 l/s. La fontaine fut tarie le 6 octobre en période de pompage de la ville
et en tout temps à partir du 10 octobre. Il y a donc eu une évolution dans le temps,
soit due à un accroissement de l'influence du pompage (ce qui est contraire au schéma
d'interprétation adopté) soit à la décrue générale de la nappe (voir l'annexe III-3) .
On a vu dans le paragraphe précédent que les cressonnières avaient êtê atteintes par le rabattement de la nappe. Afin de ne pas inquiéter les cressiculteurs, aucun jaugeage n'a été fait dans leurs exploitations au début du pompag"e. Le débit global des exutoires devait être mesuré au moyen de nombreux jaugeages du bassin. Mais c'est
lors de l'arrêt d'un pompage que l'on observe généralement les variations les plus nettes. Des jaugeages spéciaux ont donc été effectués les 13, 14, 15 et 16 octobre aux endroits suivants :
Distance de l'ouvrage N° Emplacement du jaugeage Ouvrage jaugé (m)
à FC2 au forage de Fruges
500 Ruisseau de Gourgresson Source et cres¬ 3000 1500
à Lugy sonnières aban¬
données de
Gourgresson 18-1-88/89
501 Exutoire Cressonnière 2500 1050 Petit 18-1-118
502 Source Dubuisson 17-4-42 1200 250
Compte tenu des constatations faites sur les niveaux et sur le débit de la fontai¬ ne Chanquille, on ne pouvait mettre en évidence l'influence du pompage que dans la première journée.
Comme le montre la figure de l'annexe IV-7 rien de précis n'a pu être décelé
sauf l'influence des pompages du forage communal de Fruges beaucoup plus proche. 30.
44 - Çonclusions_sur_les_donnêes_obtenues_£ar_le_£om£age_de_j_97^
- Le schéma hydrogéologique d'une couche drainante cénomanienne très perméa¬
ble sous un réservoir turonien peu perméable a été confirmé et les divers paramètres
hydrauliques mesurés.
- Il est possible de pomper des débits importants (probablement 400 m3/h)
dans un ouvrage s'adressant au Cénomanien.
- L'influence de tels pompages s'étend très loin mais le cône de rabatte¬
ment est trës plat. On peut admettre que des ouvrages éloignés de 1 km s'influence¬
raient de quelques décimètres.
- Devant la célérité de la transmission hydraulique des pressions et la
grandeur des surfaces influencées, le fait de pomper correspond à une simple dériva¬
tion d'exutoire (remplacement des sources et forages artésiens par des pompages).
5 - CONCLUSIONS
Malgré l'importance du débit pompé en 1970 et le grand nombre de mesures, il
n'a pas été possible de mettre quantitativement en évidence le rendement technique de
l'opération.
Par l'analyse des variations de niveau d'eau (§ 43) on peut affirmer que les
exutoires naturels (sources et forages artésiens) ont été influencés mais l'essentiel
du débit ponipê proviendrait de l'aquifère drainé. Ceci confirme le schéma de fonction¬
nement hydrogéologique du bassin de la haute Lys élaboré en 1969.
Ce schéma semble, a priori, favorable à un contrôle du débit de la haute Lys par
pompage, le rabattement provoqué pouvant être considéré comme un abaissement artifi¬
ciel du niveau de drainage du cours d'eau. Pour en tirer parti il sera nécessaire de
mettre en oeuvre des moyens de pompage importants.
Le lit de la Traxenne étant plus ou moins colmaté (certains forages artésiens
débitent à plus de 1.50m au-dessus du plan d'eau), on peut concevoir un pompage à un
débit largement supérieur à celui des émergences naturelles en admettant leur assèche-
complet. Le rendement s'accroît alors avec le débit de surexploitation puisque les 31
pertes d'eau du cours d'eau ne correspondent qu'à la suppression des émergences natu¬ relles influencées par le pompage et aux réinfiltrations depuis la rivière (valeurs qui sont alors devenues indépendantes du débit de pompage). L'évolution du rendement en fonction du débit pompé dans le cas d'un lit colmaté, toutes choses égales par ailleurs, est représentée sur la figure ci-jointe.
Reste à estimer l'importance des réserves mobilisables et à analyser l'évolution du bilan hydraulique dans l'année pour connaître l'importance de la modulation arti¬ ficielle envisageable du débit d'étiage de la Lys.
M. DUROUSSEAU S. RAMON. Ingénieur E.N.S.G.
Ingênieur-hydraulicien A.PHILIPPART, Prospecteur
Agence de bassin Artois-Picardie Service Géologique Régional Nord-Pas-de-Calais
du B.R.G.M. 32.
_ Rcnforeóment du débit d'un cours d'eau par prélèvgrr^Qnts dans la nappo
Cas d'un lit cjq riviàre colmato
Evolution du rendement P eu fonction du débit pompé (toutes choses égales , . par ailleurs) P . Qp - (Qe ^- gr) ^ Qp lOOÏ
Qr = £ Qe + Qr = constante
0%
"Qe 'Qe + Qr' Qp-
Eme r pence s Cours d'eau Lit colmaté \ naturelles*.
Qc = débit des émergences avant pompage
Qr débit réinfiltré en pompage
Qp " débit pompé
M niveau piêzométrique avant pompage
niveau piêzométrique en pompage.
B. R. G. M.
Service géologique régional
NOHD - PAS DE-CALAiS
Rapport n 71 SGN 191 NPA
PUn n-
Dale 16-12-1970 Annexelj
-CARTE DE SITUATION ET EMPLACEMENT DES OUVRAGES CITES _
Beaumetz-/»/?»^.*.
;lévA¡re ' í^í
/ rt le GrosíÜlii
X ¿* *? "g
B. R. G. M. Tracé des coupes au 1/50000_ Service géologique régional NORD - PAS-DE-CALAIS Rapport n3 :71 5GN 191 NPA Point ou station de jaugeage- Plan n« : Date : 15-4-1971 EcheLLe 1/50 000
Annexe . Coupes géologiques synthétisant L'ensemble des données géologiques de la Haute-Lys _
Coupelle-Vieille .VALLEE DE LA TRAXENNE_
25-
0 J Possibilités aquifèras non dámontréts
Diagraphias non corret¿9S
N
Bealencouri 12S-,
100-
75-
Formations raconnuas comme aquifères
Turanian moyan i ot inforiaur Coupe géologique bien connue _
0- Coupe góoLogique mal connue _
-25-
-50 J B. R. G. M. Service géologique régional NORD - PAS-DE-CALAIS Echelle dos Longueurs 1/50 000
Rapport n» • / SGN 191 NPA Plan n° : hauteurs 1/2 000 Date : 1-4-1971 -TOIT DU CENOMANIEN SUPERIEUR.
Cénomonicn supérieur très perméable subaffleurant _
88 Cote du toit du cénomanion. D'après sondage électrique- B. R. G.M. Service géologique régional D'après diagraphie ou coupe géologique. NORD - PAS-DE-CALAIS
Crassonniore exploitée- Rapporl n= :71SGN 191 NPA Plan n= ; Echelle 1/25 000 Date : 16-4-1971 Anhexe: 2.1 ils Station: TRAXENN E - BASLt:AU * N8 B.R.G.M. © 1 500 i ' l : 1 • 1970 i • • ; 1 + 1971 ,
! Î i"-! í • '•• i ! -i 1 -
400 /
/ - •• • Tr" ) -7" t y
í ! 300 : i
.... : . 15.7
...... „„^
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200 / *'*• - - Í5-A* , ; - r- " /
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. ,. . t > . r1" :;' rr :n--Tv;.- "i ; ! : ' '• . " t ' "
0 30 35 40 45 h
RB.71-4 H.rssso« NSE.0296 500
400
300
200
WO — LYS - Point du . B.R.G.M.
45 h.cm N?E.O298 liUGY (arr N5 B.R.G
50 h cm- NPE.0 29S •j Relation! entre les débits mjesurés de ¡ ^v aux points n*M3
Qy= 2,02 r = 0,84 Relation entre les1 debits a Décembre 70 s n°«? 34 et 41
Qy= 0,32\ r= 0,95
Traitenne ^Bosleou* ni
'•• E.0 3CW Relationion}} entre leí débits rrieisurés dj^Avril 7ott"à Décërrjbrëj e aux pointa n°-'(ZÎ) et|(Z5;
Qy= 0,73Qx - 61 r = 0,97
ne 'Abbattoir'n» (43) Relation! entre les débits mesures cH Avril 70+à Décenjbre70lAnr|eA- aux poinits
Qy= 0,83\Qx - 103 r= 0,96
L/s. RB.71-4 ANNEXE 2-3 MINISTERE DE L' EQUIPEMENT 1970 ET DU LOGEMENT
SERVICE HYDROLOCIQUE CENTRALISATEUR
DE LtLLE *506,45 COURS D'EAU LYS Coordonnées o M i yc Equipement j. OTT >- y. Y J 7 J. /O STATION Lu g y LAMBERT
N Période connue
Surface du bassm
DEBITS MOYENS JOURNALIERS en m3 s
J ANV FEVR MARS AVR MAI JUIN JUIL AOUT SEPT OCT NOV DEC
1 ». 3 h ?> ' . 3 2 J .7 ',3 l.î o.é* o %o 3 Í r •?" *, 3 ',í x 4 t.? 1. ï 1 .1 <3, *^ 1. -^ 5 1 , Í ht ^, ï^ o, %o 6 '. -6 i.b 1, t 7 M ^3 5 o.to e i .> h$ '•4,1 A*» 5 o,bo f g Li 'l '.' ^ ¿>. Eo ojo G,bo 10 /. É. '. 3 1; ? ¿>,so 0,<¿O ot bo_ 11 i » ? f.6 i, "b ', t o, feo 12 ' ,í '* ? 1.1 ht O, ho 13 2 i , ^ ', Í o, èo . ..• 14 t .t ', 1 o to o, bo -- 1, *) O bo 15 i . •? !'Ï ht f i. 7 ', í o.ïo o, bo 16 .... . — • - 17 I.'"»' 18 I, 1 f. é ', ^ ^"i ' o,%o 19 \<1 ._ '•5 . ')i . i, t — 20 t' ? 'T. t ù\%o 21 i. <} ». % i, i 22 i, J . . .^_ - - 23 t, U * >,' Vto
: j,> o.%o 24 — - _ . 1 25 I 1 ». « 1 0, 'ko 26 — . . ' ? • - — 1, U «;^ o. io O, Mi 27 i (Í 28 l, U 1 ,î o %o 29 i,? 1. i* c.$o 30 o.iô o,%o
- 31 •Él '.3 •• VALEURS MENSUELLES ET ANNUELLES a) Débits mesurés , X"~7 \ t b) Debit s naturels f aptes correction éventuelle des influences amont) T l'A krh mm MOYENNES DÉ REFERENCE Debits naturels \ période i r i
• • \ ' '• L L„:."i ' ; .--J.:. i • i L. • • •
HYDRAULICITE DE L'ANNEE 1970 - ËI'.T - . I ¡ " .1.
Mesures effectuées par «ai«-*>.'f-•» ô lo Otserva*o"S ^jle^i' dt-
AnnexeU£¡2 HAUTE-LYS u. Variations pièzomètriques en 1969-1970
• (ancien dispositif de surveillance) 1 CI B. R. G. M. 4) Service géologique régional NORD - PAS-DE-CALAIS *2C- Rapport m::715GN 191 NPA Plan n- : | Date 16-4-197Í
17.4.2Ö(Puits) è
P.3- . -•• • ,. £S.^_. ,v
\
• w _- _; . - - + 770-
Pf
W5-
Piézomètre au Cènomanicn : P1A
SëPTtMBRf OÍCEMS« • ES 0O08M FEVRIER AVRIL MAI JUIN AOUI SfPTEMBSC 0008W NOVEMBRE DECEMBRE 1969 1970 130 R.G. M. Servie? géologique régional NORD - PAS-DE-CALAIS ~| I -HAUTE
Rapport nn: : 71 SGN 191 NFft Variations pièzomotriqucs_ «m 1970-1971 Plai n«¡: | Datuaq»a :: /-y (nouveau dispositif de surveillance)
125. Piézométraá au;CanomanÍ8r>i P1A : ;P9 FC 2 P10
. 120' !-»= H
PÍA
• J
Soi Fit ft7K.ro ff
110
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< 105
Cr
I XX I a 0,5 X X X X
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pbmpqga
..•.•ti —. w . ,----i»—•-•- ,
95-
Soi'PU+ 81.96 i
90 JuiUat Août Soptombro Oc tobra Novombro Docambre Jonviar Fóvrier Mars 1970 1971 B. R. G. M. // Service géologique régional NORD - PAS-DE CALAIS Rapport n° : 7 SGN 191 NPA COUPE TECHNIQUE COUPE GÉOLOGIQUE Plan n=> • Date : 9-4-1971 SOL £z£Om O,5OCÍ + 96,120 RNG NÇ 1.37 - Remblai de briquer, et cratr - Lirron marron , , . [ ALLUVIONS et de eilex QUATERNAIRES 4*. 50 - Limoiaem n -^mélangmélangé é ddee gravier gravierep et de eilex Graviers et ailex
- Craie griee marneuse avec paßB&geß plue ou moine dur E
J9.45 - Marne grise et eilex épar| .24,50 TUROMEN MOVEN ET INFÉRIEUR
a o o in - Marne argileuse griee CO t ir,
-43,80 0 40L - idem avec passages a o ou moins dura o o Q COUPES TECHNIQUE ET GÉOLOGIQUE
DU FORAGE 17-4-97 i - '.arne argileuse un peu (FC2) plue blanchâtre avec passages plus ou moins durs
CE NOM A NIE N .70, OC |f- perforé
Marne grisâtre ©t crayeuse avec passages plue ou moins durs
.80,20 - Marne griee très dure -85,50 et collante - Karne argileuse gris-bleb ..80 avec passages plue ou moüns ¡8Ö\ dure,et pyrites de fer ü"partir !0O\de 86.20 ~ATËIEN Tr~ou nu -vTourtia - Argile du Gault
Schelle des hauteurs 1/400 AnnaxQ I^h B. R. G. M.
Sorvico géologique rdgionïl
NORD PAS- DE -CALAIS Forage FC2 (17 4 97), iîapport fp : 71 5GN 191 NPA
Plan IT- : Remo-itée après pompage préliminaire à 25 m^/ h 1(2 08-09-1971
Date 9-IÍ-1971
5 6 7 8 9 10' t/t'
Courbes débit rabattement à 2h de FC2 AnnexQlY/i
De:bit(m^/
, 1 0 i l ; ; ( n' f 1 9 ( 30 » ; 1 1 1 1 j__ - -.- -T. '. T.] ym -Xi'r 'xm. m. TTT- T n m -4:11 ^^-n.y|- '' 9 Tr-- ^- [ ^ J "¡ -J :'.-;"-; TT'z. 7_:-l r J : ! Il' 7 7 ",' T- X: TXT -'X--'-- ir. . 8 777^, -Tr "i ."hi 1 X": ' :-:; ' / ~ "i- ! TZ '- 1 .777 '-"-'"1 .' m 'TX. -1 - - T '-'- ' r-.-r. -""'-'' -:l:i: TT- T.'. m ; : . ... r '" m m y mi- i-i^i m /-:.
. . 1 IT m ::: ! TT.' ""! m,' -T-7- '\uL"! 7} w^y - ~T-'i 77r ^5:4:;:--:- --. -. , ...
I ^-1 t ^£--:r. ÏXT-X .t': \xi '. -i:-: T-T / T xryy-x Zrr! '\T. XT' - :- : -r-.- - i"! nr "rm \'tt. - - X-'.-\ - jfl xï ¡;; ^xx'-r'. 1 . i .... il -..zrr T". V - . f.. --,-.(.-. Í 1 ï^ 'm^i- i l-I -i-l-T"!- Z] .': - 7 ï : ' . J :; mm T7 - - - - . c ;lu-;;t o^V
'- f- . . . .4-.. . !;T- t -y- ' - - ) - £ 7- ::".T\-.'... ¡-r; :;- TTTT' aT--- t - - ¿Y-\: - ' 4 '- ' ' Mt mx. TJ.T- -TiTiii:-- r' 7~- --:-Tr-- o H; : r Si l'"l TÏT \ ' ' " /: . --- -. :;:, -k-i ' ., -i --, -, ... ^.^- - a - -4- TT m ce y '
-V- ""¡-^I.:.-! r''.X. TX.-' T. XX TX7.t7"T-" "t' .;. ._ L.r
.J-U- * . ..-..-..- ) - . - ! -: : . -1-;- - , ^rl~~ -' n- ^: '.À'-'. . 1 . ,
Tl J '.' -T'..' . .-( - . -l-H- -Tt -':"? :TTr -r:rr :" z . ' ' t --m- T: ,\- -i-i-t- * ;-t . ; - \ / ! - .- -1 V7- 'Il . , «V" i Tt T'T
. . .. . j . . , m ' ^ ' 1 x]::: - - ! ... . . _..-! ...__. - -7-:- ! "'r^ : : 1 . : . ! (¿'Y : , i : : /^- ;.:! - '[ -.'-. ' . .,:r;: " --.. X'i ; . . : T' ;;;i:-: . . , .. "-' 'x r-^'v^ :-X\ -!-;! ::; ; : ; .
... - ;--]-! i .^--.-r.. - 1 - ( ii ^ : j i : ( . - -, . . U' ::: 6 1: m ' - .-, .
. '. '. - . - B. R. G. M. Pompage expérimental de Frugcs du 22-09 au 14-10-1970- Annexe Service géologique régional NORD - PAS-DE-CALAIS Desconté des niveaux piézomètriques Rapport n- : 71 SGN 191 NPA Plan n° : Date : 11-12-1970
5 6 7 8 9 100 5 6 7 8 9 1000 B. R. G. M. 4nng.yg W15 Service géologique régional _ Pompage experimental de Fruges. NORD - PAS-DE-CALAIS Rapport n« ;71 SGN 191 NPA 3 Plan n° ; Remontée dos niveaux d'eau après pompage à 192 m /h Date : 9-Í-T971 à partir duU-10-1970 à 8 h. P8A r~ "i i i r 6 7 8 9 360 8 9 3600 4 5 6 I í I J000 3 4 5 ó -io3- 7 8 9» .LJ_i-__U_ TfHTTTÍ ÏT^T^ THr TTF El J_l__l_LJ_ I m im.THT IJ s i .! : •n
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21 22 ' 23 ' 24 '25 ' 26 12 13 U 16
09-1970 10-1970 Annexe jyjy B. R .jr. M.
Servi '6 g< olc 5¡qu<< régional
NORD - PAS;-DE -CALAIS _ Arrêt du pompage expérimental de Fruges >
Rapport r.' : 71 SGN 19 NFA
Plan n» : Débit do quelques émergences Date : 13-4 -1971
.!.;: :-l. ' :t:: ; ;: .1 t ^ : .. ¡--i !,:-iv 1 i --T'.'.r: .'..r.o',^.-Z'.<=> N^du jpoint di2 jaugoaga ---'- -,'7 -7.-f TXr ..TÎT i ini u-1 -m-i 1 .-,
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Débit ( l/s)