Service Géologlquo Régional ALSACE Service
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BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGiQUES ET MINIÈRES SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL B.P. 6009 - 45018 Orléans Cédex - Tél. : (38) 63.80.01 AGENCE FINANCIERE VE B,VSSJW RHIN-MEUSE ETUfE VES NITRATES VANS LA NAPPE VE LA PLAINE V ALSACE SECTEUR VE PLAINE : CHALAMPE- FESSENHEIM 15 NOVEMBRE 1978 M. VAESSLE Service géologlquo régional ALSACE 204, route de SchIrmeck, 67200 Strasbourg - Tél.: (88) 30.12.62 SOMMAIRE INTRODUCTION 1 . PRESENTATION DU SECTEUR. 1.1 Délimitation et caractéristiques générales 1.2 Conditions hydrogéologiques 1 .3 La réalimentation de la nappe - Les irrigations 2. PRELEVEMENTS ET ANALYSES 2.1 Le réseau des points de prélèvement 2.2 Les analyses 3. CARTOGRAPHIE HYDROCHIMIQUE 3.1 Carte de la dureté 3.2 Carte des chlorures 3.3 Carte des sulfates 3.4 Carte des nitrates 4. EVOLUTION DES NITRATES 5. SYNTHESE DES RESULTATS CONCLUSIONS - 1 - INTROVUCTION Depuis quelques années, un certain nombre de puits d'alimentation en eau potable des collectivités (ainsi que des captages d'eau à utilisation industrielle ou agricole), captant la nappe phréatique de la Plaine d'Alsace ont présenté des augmentations des teneurs en nitrates. Ces teneurs dépassent parfois la teneur limite admissible pour les eaux potables, qui est de 44 mg/l de N0_ . Ce phénomène est particulièrement marqué sur la bordure Ouest de la plaine, au pied des coteaux vosgiens, secteur de vignoble. Mais sur d'autres secteurs de la plaine, éloignés des coteaux, les teneurs en nitrates sont éga¬ lement plus élevées qu'ailleurs en plaine : notamment dans la région de Chalampé- Fessenheim, le long de la bordure rhénane. Un groupe de travail, comprenant l'Agence Financière de Bassin Rhin-Meuse, le Service Régional de l'Aménagement des Eaux Alsace, la Direction Départementale de l'Agriculture et l'Institut National de Recherches Agronomi¬ ques, a retenu deux secteurs d'études : - un secteur de vignoble, au niveau de Sélestat, dans lequel sont recherchées l'extension et l'origine des nitrates. - un secteur de plaine, de Chalampé à Fessenheim, dans lequel n'est recherché que l'extension des nitrates. Par convention l'Agence Financière de Bassin Rhin-Meuse, a ainsi chargé le B.R.G.M. (Service Géologique Régional Alsace) de cette étude. Le présent rapport rend compte de l'extension de la pollution en nitrates dans le secteur de plaine, Chalampé-Fessenheim, suite aux prélèvements et analyses effectués en 1978. - 2 - 1. PRESENTATION VU SECTEUR 1.1 VélJjniXatlqn Le secteur de plaine, dénommé Chalampé-Fessenheim se situe en bordure rhénane de la plaine alluviale, au Nord-Est de la ville de Mulhsouse. Il s'étend (voir carte, annexées) . d'Est en Ouest, sur environ 3 à 4 km entre le Rhin (ou le Grand Canal d'Alsace) et la forêt de la Hardt. du Sud au Nord, sur environ 15 km depuis les agglomérations de Chalampé-Bantzenheim jusque vers l'agglomération de Reiteren. Il s'agit d'une zone essentiellement de cultures, exceptée la partie limitrophe Ouest occupée par la forêt, du moins de Bantzenheim jusqu'à la hauteur de Fessenheim et une petite zone au Sud-Ouest de Heiteren. La pratique de l'irrigation est très ancienne. Cette irrigation faite â partir du canal de la Hardt et du Mulhbach, alimentés par des prises d'eaux sur le Rhin, a été complétée par des puits d'aspersion captant la nappe phréatique. 1.2 ÇqnditlqnAjvjdrqqéqlqglqueA Le secteur d'étude fait partie du domaine géologique de la plaine rhénane. Les alluvions plio-quaternaires constituées par un mélanj^e de sables, graviers et galets, déposées par le Rhin sur les terrains marneux oligocènes, présentent dans le secteur des épaisseurs augmentant du Sud vers le Nord. Ces épaisseurs, fontion de la morphologie du toit de l'oligocène qui présente ici un surcreusement correspondant à une ancienne vallée fossile orienté Sud-Nord et s 'estompant à hauteur de Blodesheim, sont pratiquement supérieures à 1 50 m de Bantzenheim à Blodelsheim et atteignent 200 m entre Fessenheim et Heiteren. Sur les flancs ; coté Rhin, elles ne sont que de - 50-70 m à Chalampé mais atteignent 125 m à hauteur de Rumersheim, côté forêt', de la Hardt elles sont pratiquement de l'ordre de 150 m. ./. - 3 En superfiicie on peut distinguer : . les alluvions subactuelles dans le lit majeur du Rhin, . les alluvions anciennes de basse terrasse, à l'Ouest du secteur, couverte essentiellement par la forêt de la Hardt. La limite entre ces deux types d'alluvions, se traduisant par une dénivellation topographique de l'ordre de 2 â 3 m, se situe approximativement le long de la route allant de Bantzeriheim à Heiteren ; la route étant situé sur la basse terrasse. Les alluvions dont le siège de la nappe phréatique qui s'écoule, dans le secteur étudié, parallèlement au Rhin : du Sud vers le Nord. Localement ce sens d'écoulement est modifié, en particulier dans l'angle Sud-Est près de Chalampé, suite à une alimentation de la nappe par le Rhin et aux pompages inten¬ sifs de l'usine chimique Rhône-Poulenc de Chalampé. Le gradient d'écoulement de cette nappe est de ô^/oo dans la partie Sud du secteur et passe â 8°/oo dans la partie Nord ; les battements annuels de la nappe diminuent du Sud au Nord, passant de l'ordre de 2 m à environ 1 m. De même les profondeurs du toit de la nappe diminuent du Sud au Nord, ainsi que d'Ouest en Est compte tenu de la terrasse alluviale, elles sont de 14 à 10 m à hauteur de Bantzenheim^Chalampé, et de 7 â 5 m entre Balgau et Heiteren. La transmissivité de l'aquifère est de l'ordre de 0,2 â 0,3 m2/s entre Rumersheim-le-Haut et Bantzenheim, et atteint 0,4 et 0,5 m2/s dans la partie Nord. Sur la carte de situation (annexe 2), figure la piézométrie de la nappe en octobre 1976, réajustée dans la zone industrielle au Sud de Chalampé en fonction des prélèvements de l'usine Rhône-Poulenc. ./. - 4 - J.3 La réaJiimentxUlqn_deJ.a_na^ Sur l'ensemble du secteur, â la réalimentation naturelle de la nappe, par l'infiltration efficace des eaux pluviales, peuvent s'ajouter : - les infiltrations à partir des cours d'eau - les infiltrations à partir des irrigations Les infiltrations à partir des cours d'eaux, Muhlbach et Canal de la Hardt, se situeraient (cf. étude hydrodynamique du Secteur Mulhouse - Colmar - Sélestat, SGAL déc. 1977), tout le long du cours du Muhlbach, de Chalampé à Nambsheim, et pour le canal de la Hardt sur la section comprise entre Bantzen¬ heim et Blodelsheim. Les irrigations, pratiquées dans le secteur, . soit par ruissellement à partir du canal de la Hardt, soit surtout par aspersion à partir des forages ou de prises sur les cours d'eaux, sont susceptibles de réalimenter la nappe et d'y apporter les résidus de lessivages des sols sur lesquels ont été répandus les engrais. On peut estimer pour l'instant, compte tenu des renseignements anciens ou épars, que les surfaces irriguées représentent environ 25 % de la superficie du secteur, s'étendant entre la forêt et la bordure Rhénane, avec naturellement une concentration le long du canal de la Hardt ou de ses canaux secondaires et le long du Muhlbach. - 5 - 2. PRELEVEMENTS ET ANALYSES 2.1 Le_ré¿em_de¿_2qli^_de_üreZevm Un total de 38 points de prélèvements des eaux souterraines (dans des puits ou des forages) a été retenu sur l'ensemble du secteur étudié (cf. désignation des points de prélèvements annexe la). Leur emplacement, tributaire de l'existence de puits et dans une certaine mesure de leur accessibilité, en particulier pour les puits d'aspersion, a été choisi de manière à obtenir un maillage relativement régulier. Les prélèvements ont été étendus jusqu'à Heiteren dans la partie Nord ; une autre étude de la qualité des eaux souterraines est en cours sur la partie située en amont "Etude des zones sensibles - Zone industrielle de , Mulhouse-Rhin" pour l'Etablissement Public Régional Alsace. La répartition des points de prélèvements, selon leur nature, a été la suivante : - puits utilisés pour l'alimentation en eau potable des collectivités 7 dont 1 inutilisé - puits industriels (sablière de Blodelsheim) 2 - puits d'aspersion et puits d'alimentation en eau agricole 18 - puits domestiques, piézomètres et puits divers .... 1 1 . Dans cette dernière catégorie sont inclus, les puits domestiques de ferme utilisés ou non pour l'alimentation en eau potable, le puits de la station d'épuration de Rumersheim, des piézomètres etc ... Dans leur ensemble tous ces ouvrages ont une faible pénétration dans la naope, entre 8 et 20 m pour les forages AEP et quelques puits d'aspersion, et inférieure à 6-8 m pour la plupart des autres puits. Il est â noter que beaucoup de puits d'aspersion, pour des raisons de pompage avec des pompes de surface, comportent des avant-fosses trës impor¬ tantes, de 4 a 6 m de profondeur. ./. - 6 - Les prélèvements ont été effectués, à la mi et fin juillet 1978 de la manière suivante : . - au robinet, à la sortie des pompes en marche, dans le cas des puits équipés d'un dispositif de pompage ; puits AEP collectifs et particuliers, ou puits d'aspersion en activité. - à la pompe mécanique de surface ou à la pompe immergée, après un certain temps de pompage pour les autres points. Tous les prélèvements ont fait l'objet d'analyses chimiques au Laboratoire d'Hydrologie de l'Université Louis Pasteur de Strasbourg, Les analyses ont été du type I avec la détermination des principaux cations (Ca, Mg, Na, K, NH^, Fe, .Mn) et anions (Cl, SO^, HCO^, CO^ , NO^, NO^, PO^, F).