Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes. BRGM/RP FR Septembre 2012

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1 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes BRGM/RP-6156-FR Septembre 212

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3 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes BRGM/RP-6156-FR Septembre 212 Étude réalisée dans le cadre des opérations de Service public du BRGM 28 O.DOUEZ et F. BICHOT Vérificateur : Nom : J.J. SEGUIN Date : 25/9/212 Approbateur : Nom : F. BICHOT Date : 4/1/212 Le système de management de la qualité du BRGM est certifié AFAQ ISO 91:2.

4 Mots clés : Modèle hydrodynamique, nappes du Crétacé, Cénomanien, Turonien, Coniacien Région Poitou-Charentes, prélèvements, débit, piézométrie, retenues de substitution, réchauffement climatique. En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante : Douez O., Bichot F. (212) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du Sud Charentes. BRGM/RP-6156-FR, 21 p., 22 ill., 3 ann. BRGM, 212, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l autorisation expresse du BRGM.

5 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Synthèse Ce rapport rend compte de l actualisation et de l'utilisation pour simuler différents scénarios du modèle des aquifères du Crétacé sud des Charentes initialement développé dans le cadre du CPER Ce travail a été réalisé par le BRGM Poitou-Charentes en partenariat financier avec la Région Poitou-Charentes, la DREAL et l Agence de l Eau Adour-Garonne. Dans le cadre de cette actualisation, qui a permis d'intégrer dans le modèle 3 années de données supplémentaires (prélèvements, débits, données climatiques), la méthode de calcul de la recharge et du ruissellement du modèle initial a été revue. Le calage du modèle a été réalisé sur une vingtaine de chroniques piézométriques du réseau régional, mais également sur une quarantaine de chroniques fournies par les irrigants du Turonien du département de la Charente. Par ailleurs, différentes esquisses piézométriques récentes ont également été utilisées. Les chroniques piézométriques observées ont été dans l'ensemble bien reconstituées par le modèle (niveaux, cyclicité, amplitude des variations), dans les limites de ce dernier. Ce rapport comporte différentes cartes d états piézométriques pour les nappes du Cénomanien et du Turonien restituées par le modèle et également des cartographies des débits des rivières qui sont comparées aux cartographies existantes découlant des observations de terrain. Enfin, ce travail présente des bilans par bassin versant incluant en particulier les échanges nappes/rivières. Après la phase de calage, le modèle a été utilisé d'une part pour réaliser des simulations visant à quantifier l impact des prélèvements (agricoles, industriel + AEP) et d'autre part pour analyser les effets d un scénario de réchauffement climatique sur la période (scénario modéré du GIEC, données fournies par deux modèles climatiques différents : GFDL-CM2.1 et MRI-CGCM2.3.2) sur les niveaux des nappes et les débits des cours d eau. La réponse générale du modèle hydrogéologique à l aide des données climatiques du modèle MRI-CGCM2.3 montre une même tendance globale à la baisse des niveaux des différents piézomètres de la zone d étude, que ce soit en nappe libre ou captive, ainsi qu une baisse des débits dans les cours d eau. La simulation réalisée à partir des données climatiques issues du modèle GFDL-CM2.1 montre en revanche, de façon générale, une réponse peu différente par rapport aux résultats sur la période de référence (actuel). En ce qui concerne l impact des prélèvements agricoles et la quantification des volumes disponibles, cette étude par modèle hydrodynamique maillé est complémentaire de l approche globale réalisée auparavant avec le logiciel TEMPO [Bichot F. et al. (28)], mais permet bien sûr d'aller au-delà de cette approche globale du fait de la spatialisation. Les résultats obtenus à l'aide du modèle maillé précisent ceux issus de l'approche globale. Le modèle fournit de plus une évaluation de l impact des prélèvements sur le débit d étiage des rivières, y compris en des points fictifs sur des bassins versants ne disposant pas actuellement de station de mesures. Il donne aussi la répartition de cet impact dans le temps, impact plus ou moins différé et "étalé" suivant l inertie de l hydrosystème. BRGM/RP-6156-FR 5

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7 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Sommaire 1. Introduction Le modèle hydrodynamique des nappes du Crétacé RAPPELS SUR LES PRINCIPES ET LES ETAPES DE LA MODELISATION Les principes Les étapes Le logiciel MARTHE utilisé pour la modélisation DESCRIPTION DU MODELE Historique Extension et géométrie du modèle Les sorties en limite du modèle Recharge du modèle adaptation Caractérisation des années climatiques Réseau hydrographique Prélèvements Calage du modèle - résultats généraux METHODOLOGIE APPRECIATION GENERALE DE LA QUALITE DU CALAGE RESULTATS Restitutions cartographiques Débits des cours d eau Bilans et analyses par bassin versant APPROCHE METHODOLOGIQUE BASSIN VERSANT DE LA CHARENTE Présentation de la zone Sud-Angoumois rive gauche Le Né La Seugne Charente aval rive droite Arnoult BASSIN VERSANT DE LA SEUDRE ET DE LA GIRONDE Présentation de la zone Calage sur les piézomètres de la zone Les débits des cours d eau BRGM/RP-6156-FR 7

8 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Bilan global de la zone Echanges nappe/rivière BASSIN VERSANT DE LA DORDOGNE Présentation de la zone Tude/Lizonne Lary/Palais LES NAPPES PROFONDES Evaluation de l impact du changement climatique METHODOLOGIE SUIVIE RESULTATS DES SIMULATIONS : TEMPS PRESENT VS TEMPS FUTUR Evolution de la piézométrie Evolution des débits des cours d eau Conclusion Bibliographie Liste des illustrations Illustration 1 : Les étapes de la modélisation... 2 Illustration 2 : Extension du modèle Crétacé des Charentes sur le fond géologique simplifié Illustration 3 : Extension du modèle : vue en 3D Illustration 4 : Schéma de fonctionnement de la recharge Illustration 5 : Zones de pluies et d ETP Illustration 6 : Découpage du modèle en zones de réserve utile. (Source : D après la carte de RU de l IGCS dégradée pour les besoins de l étude) Illustration 7 : Cartographie de l IDPR du domaine d étude Illustration 8 : Zones de sol Illustration 9 : Précipitations et période de retour en fonction des lois de Gumbel et de Weibull 3 Illustration 1 : Périodes de retour et hauteur des précipitations sur la période (années classées)... 3 Illustration 11 : Pluie efficace à Cognac (en mm) et période de retour en fonction des lois de Gumbel et de Weibull Illustration 12 : Pluie d été à Cognac (en mm) et période de retour en fonction des lois de Gumbel et de Weibull Illustration 13 : Caractérisation des années climatiques à partir des données de la station météorologique de Cognac Illustration 14 : Caractérisation des années climatiques à partir des données de la station météorologique de Saint-Agnan BRGM/RP-6156-FR

9 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Illustration 15 : Caractérisation des années climatiques à partir des données de la station météorologique de St-Martial-Viveyrol Illustration 16 : Prise en compte des débits des rivières à l entrée du domaine d étude à partir des stations hydrométriques Illustration 17 : Cours d eau introduits dans le modèle Illustration 18 : Prélèvements souterrains intégrés dans le modèle Illustration 19 : Prélèvements de surface intégrés sur le modèle Illustration 2 : Cartographie des prélèvements souterrains et de surface (moyenne interannuelle) Illustration 21 : Localisation des piézomètres utilisés pour le calage en régime transitoire... 4 Illustration 22 : Diagramme de dispersion moyenne des niveaux mesurés/moyenne des niveaux simulés pour la période piézomètres du réseau régional Illustration 23 : Histogramme de la distribution de la moyenne des écarts de calage - piézomètres du réseau régional Illustration 24 : Quantification des écarts entre données moyennes simulées et observées - piézomètres du réseau régional Illustration 25 : Diagramme de dispersion moyenne des niveaux mesurés/moyenne des niveaux simulés pour la période 2-28 ouvrages des irrigants du Turonien de la Charente Illustration 26 : Moyenne des niveaux mesurés /moyenne des niveaux simulés - période juilletaoût (2-28) - piézomètres du réseau régional Illustration 27 : Piézométrie observée (haut) et simulée (bas) du Turonien - avril Illustration 28 : Piézométrie observée (haut) et simulée (bas) du Turonien - octobre Illustration 29 : Piézométrie observée (haut) et simulée (bas) du Cénomanien - avril Illustration 3 : Piézométrie observée (haut) et simulée (bas) du Cénomanien - Octobre Illustration 31 : Débits des cours d eau simulés (maille) et RDOE (point) - Juin Illustration 32 : Débits des cours d eau simulés (maille) et RDOE (point) - Septembre Illustration 33 : Débits des cours d eau simulés (maille) et RDOE (point) Juin Illustration 34 : Débits des cours d eau simulés (maille) et RDOE (point) Septembre Illustration 35 : Débits des cours d eau simulés (maille) et RDOE (point) Juin Illustration 36 : Débits des cours d eau simulés (maille) et RDOE (point) Septembre Illustration 37 : Débits des cours d eau simulés (maille) et RDOE (point) Juin Illustration 38 : Débits des cours d eau simulés (maille) et RDOE (point) Setptembre Illustration 39 : Débits des cours d eau simulés (maille) et RDOE (point) Juin Illustration 4 : Débits des cours d eau simulés (maille) et RDOE (point) septembre Illustration 41 : Débits des cours d eau simulés (maille) et RDOE (point) Juin Illustration 42 : Débits des cours d eau simulés (maille) et RDOE (point) Septembre Illustration 43 : Débits des cours d eau simulés (maille) et RDOE (point) Juin Illustration 44 : Débits des cours d eau simulés (maille) et RDOE (point) Septembre Illustration 45 : Cartographie des zones pour les bilans globaux Illustration 46 : Zones de gestion du bassin de la Charente BRGM/RP-6156-FR 9

10 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Illustration 47 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de Claix Illustration 48 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de Rouffiac Illustration 49 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de Torsac Illustration 5 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de Dignac Illustration 51 : Chroniques de débits simulés et observés sur la Charreau Illustration 52 : Chronique de débits simulés sur la Boëme aval Illustration 53 : Bilan global de la zone sud Angoumois - rive gauche (valeurs mensuelles) Illustration 54 : Bilan mensuel des échanges nappes/rivières sur la zone de gestion du Sud- Angoumois rive gauche Illustration 55 : Bassin versant de la Charente rive gauche sud-angoumois : résultats du modèle pour octobre 25 (piézométrie du Turonien) Illustration 56 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre declaix Illustration 57 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de Rouffiac Illustration 58 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de Torsac Illustration 59 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de Dignac... 7 Illustration 6 : Impact des prélèvements souterrains sur la Charreau à Voeuil chroniques de débits Illustration 61 : Quantification de l impact des prélèvements agricoles souterrains sur les débits mensuels de la Charreau à Voeuil Illustration 62 : Quantification de l impact des prélèvements souterrains sur les débits de la Charreau à Voeuil moyenne mensuelle interranuelle sur la période Illustration 63 : Quantification de l impact des prélèvements agricoles de surface sur les débits mensuels de la Charreau à Voeuil Illustration 64 : Impact des prélèvements souterrains sur la Boëme station fictive aval chroniques de débits Illustration 65 : Quantification de l impact des prélèvements agricoles souterrains sur les débits mensuels de la Boëme station fictive aval Illustration 66 : Quantification de l impact des prélèvements souterrains sur les débits aval de la Boëme moyenne mensuelle interranuelle sur la période Illustration 67: Quantification de l impact des prélèvements agricoles de surface sur les débits mensuels de la Boëme station fictive aval Illustration 68 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de Salignac Illustration 69 : Chroniques de débits simulés et observés sur le Né Illustration 7 : Chroniques de débits simulés et observés sur la Charente à Chaniers Illustration 71 : Bilan global de la zone Né (valeurs mensuelles) Illustration 72 : Bilan mensuel des échanges nappes/rivières sur la zone de gestion du Né Illustration 73 : Bilan mensuel des échanges nappes rivières sur le bassin du Né Illustration 74 : Bassin versant du Né : résultats du modèle pour octobre 25 (piézométrie du Turonien) BRGM/RP-6156-FR

11 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Illustration 75 : Pertes et gains sur le Né [Bichot F. et al (25)] Illustration 76 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de Salignac Illustration 77 : Impact des prélèvements souterrains sur le Né à Salles d Angles - chroniques de débits Illustration 78 : Quantification de l impact des prélèvements agricoles souterrains sur les débits mensuels du Né à Salles d Angles Illustration 79 : Quantification de l impact des prélèvements souterrains sur les débits du Né à Salles d Angles moyenne mensuelle interranuelle sur la période Illustration 8 : Quantification de l impact des prélèvements agricoles de surface sur les débits mensuels de la Né à Salles d Angles Illustration 81 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de Baignes Illustration 82 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de Pommiers Illustration 83 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de Biron Illustration 84 : Chroniques de débits simulés et observés sur la Seugne à Saint-Germain-de- Lusignan Illustration 85 : Chroniques de débits simulés et observés sur la Seugne à Saint-Seurin-de- Palenneet sur le point fictif à l aval Illustration 86 : Bilan global de la zone Seugne (valeurs mensuelles) Illustration 87 : Bilan mensuel des échanges nappes/rivières sur la zone de gestion de la Seugne... 9 Illustration 88 : Bassin versant de la Seugne : résultats du modèle pour octobre 25 (piézométrie du Turonien) Illustration 89 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de Baignes Illustration 9 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de Biron Illustration 91 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de Pommiers sans calcul du rabattement supplémentaire Illustration 92 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de Pommiers avec calcul du rabattement supplémentaire (voir équation p.87) Illustration 93 : Impact des prélèvements souterrains sur la Seugne à Saint-Seurin-de-Palenne - chroniques de débits Illustration 94 : Quantification de l impact des prélèvements agricoles souterrains sur les débits mensuels de la Seugne à Saint-Seurin-de-Palenne Illustration 95 : Quantification de l impact des prélèvements souterrains sur les débits de la Seugne à Saint-Seurin-de-Palenne moyenne mensuelle interranuelle sur la période Illustration 96 : Quantification de l impact des prélèvements agricoles de surface sur les débits mensuels de la Seugne à Sait-Seurin-de-Palenne Illustration 97 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de Poussard Illustration 98 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de Saint-Césaire Illustration 99 : Chroniques de débits simulés et observés sur la Charente à Saint-Savinien.. 1 BRGM/RP-6156-FR 11

12 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Illustration 1 : Bilan global de la zone Charente aval rive droite (valeurs mensuelles)... 1 Illustration 11 : Bilan mensuel des échanges nappes/rivières sur la zone de gestion Charente aval rive droite Illustration 12 : Bassin versant aval de la Charente rive droite : résultats du modèle pour octobre 25 (piézométrie du Turonien) Illustration 13 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de Poussard Illustration 14 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de Saint-Césaire sans calcul du rabattement supplémentaire Illustration 15 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de Saint Césaire avec calcul du rabattement supplémentaire (voir équation p.87) Illustration 16 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de La Clisse Illustration 17 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre d Agnant Illustration 18 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de Bridon Illustration 19 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de Sainte Radegonde Illustration 11 : Chronique de débits simulés sur l Arnoult aval Illustration 111 : Chronique de débits observés sur l Arnoult de 197 à Illustration 112 : Bilan global de la zone Arnoult rive droite (valeurs mensuelles) Illustration 113 : Bilan mensuel des échanges nappes/rivières sur la zone de gestion de l Arnoult Illustration 114 : Bassin versant de l Arnoult : résultats du modèle pour octobre 25 (piézométrie du Turonien) Illustration 115 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de la Clisse Illustration 116 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre d Agnant Illustration 117 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de Sainte-Radegonde Illustration 118 : Impact des prélèvements souterrains sur l Arnoult - station fictive aval - chroniques de débits Illustration 119 : Quantification de l impact des prélèvements agricoles souterrains sur les débits mensuels de l Arnoult station fictive aval Illustration 12 : Quantification de l impact des prélèvements souterrains sur les débits aval de l Arnoult moyenne mensuelle interranuelle sur la période Illustration 121 : Quantification de l impact des prélèvements agricoles de surface sur les débits mensuels de l Arnoult station fictive aval Illustration 122 : Zone de gestion du bassin de la Seudre Illustration 123 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de mortagne Illustration 124 : Chroniques de débits simulés et observés sur la Seudre Illustration 125 : Bilan global de la zone Seudre rive droite (valeurs mensuelles) Illustration 126 : Bilan mensuel des échanges nappes/rivières sur la zone de gestion de la Seudre BRGM/RP-6156-FR

13 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Illustration 127 : Bassin versant de la Seudre : résultats du modèle pour octobre 25 (piézométrie du Turonien) Illustration 128 : Bassin versant de la Seudre : résultats du modèle pour avril 21 (piézométrie du Turonien) Illustration 129 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de Mortagne Illustration 13 : Impact des prélèvements souterrains sur la Seudre à Saint-André-de-Lidon - chroniques de débits Illustration 131 : Quantification de l impact des prélèvements agricoles souterrains sur les débits mensuels de la Seudre à Saint-André-de-Lidon Illustration 132 : Quantification de l impact des prélèvements souterrains sur les débits de la Seudre à Saint-André-de-Lidon moyenne mensuelle interranuelle sur la période Illustration 133 : Quantification de l impact des prélèvements agricoles de surface sur les débits mensuels de la Seudre à Saint-André-de-Lidon Illustration 134 : Zone de gestion du bassin de la Dordogne Illustration 135 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de Juillaguet Illustration 136 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de l Epaud Illustration 137 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de Saint-Laurent-de-Belzagot Illustration 138 : Chroniques de débits simulés et observés sur la Tude Illustration 139 : Bilan global de la zone Tude/Lizonne rive droite (valeurs mensuelles) Illustration 14 : Bilan mensuel des échanges nappes/rivières sur la zone de gestion Tude- Lizonne Illustration 141 : Bilan mensuel des échanges nappes/rivières sur le bassin de la Tude Illustration 142 : Bassin versant de la Dordogne - Tude-Lizonne : résultats du modèle pour octobre 25 (piézométrie du Turonien) Illustration 143 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de Juillaguet Illustration 144 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de l Epaud Illustration 145 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de Saint-Laurent-de- Belzagot Illustration 146 : Impact des prélèvements souterrains sur la Tude à Médillac chroniques de débits Illustration 147 : Quantification de l impact des prélèvements agricoles souterrains sur les débits mensuels de la Tude à Médillac Illustration 148 : Quantification de l impact des prélèvements souterrains sur les débits de la Tude à Médillac moyenne mensuelle interranuelle sur la période Illustration 149 : Quantification de l impact des prélèvements agricoles de surface sur les débits mensuels de la Tude à Médillac Illustration 15 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de Laclotte Illustration 151 : Chronique de débits simulés sur le Lary Illustration 152 : Bilan global de la zone Lary/Palais rive droite (valeurs mensuelles) BRGM/RP-6156-FR 13

14 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Illustration 153 : Bilan mensuel des échanges nappes/rivières sur la zone de gestion du Lary- Palais Illustration 154 : Bassin versant de la Dordogne - Lary/Palais : résultats du modèle pour octobre 25 (piézométrie du Turonien) Illustration 155 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de Laclotte Illustration 156 : Impact des prélèvements souterrains sur le Lary - station fictive aval - chroniques de débits Illustration 157 : Quantification de l impact des prélèvements agricoles souterrains sur les débits mensuels du Lary station fictive aval Illustration 158 : Quantification de l impact des prélèvements souterrains sur les débits aval du Lary moyenne mensuelle interranuelle sur la période Illustration 159 : Quantification de l impact des prélèvements agricoles de surface sur les débits mensuels du Lary station fictive aval Illustration 16 : Piézomètrie de la nappe du Turonien avec et sans prélèvement septembre Illustration 161 : Piézomètrie de la nappe du Turonien avec et sans prélèvement septembre Illustration 162 : Piézomètrie de la nappe du Turonien avec et sans prélèvement mars 2615 Illustration 163 : Piézomètrie de la nappe du Cénomanien avec et sans prélèvement septembre Illustration 164 : Piézomètrie de la nappe du Cénomanien avec et sans prélèvement septembre Illustration 165 : Piézomètrie de la nappe du Cénomanien avec et sans prélèvement mars Illustration 166 : Différence de hauteur piézomètrique entre modèle calé et simulation sans prélèvement agricole - nappe du Turonien Illustration 167 : Différence de hauteur piézomètrique entre modèle calé et simulation sans prélèvement agricole - nappe du Turonien Illustration 168 : Différence de hauteur piézomètrique entre modèle calé et simulation sans prélèvement agricole - nappe du Turonien Illustration 169 : Différence de hauteur piézomètrique entre modèle calé et simulation sans prélèvement agricole - nappe du Turonien Illustration 17 : Différence de hauteur piézomètrique entre modèle calé et simulation sans prélèvement agricole - nappe du Turonien Illustration 171 : Différence de hauteur piézomètrique entre modèle calé et simulation sans prélèvement agricole - nappe du Turonien Illustration 172 : Différence de hauteur piézomètrique entre modèle calé et simulation sans prélèvement agricole - nappe du Cénomanien Illustration 173 : Evolution mensuelle des précipitations à partir de moyennes inter-annuelles ( en haut, en bas) Illustration 174 : Evolution mensuelle des précipitations ( ) en relatif par rapport à la période de référence ( ) Illustration 175 : Evolution mensuelle de l ETP à partir de moyennes inter-annuelles ( en haut, en bas) Illustration 176 : Evolution mensuelle de l ETP ( ) en relatif par rapport à la période de référence ( ) BRGM/RP-6156-FR

15 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Illustration 177 : Evolution de la moyenne mensuelle interannuelle de l infiltration ( en haut, en bas) Illustration 178 : Evolution de l infiltration moyenne spatialisée (simulations de référence - simulations ) - GFDL-CM2.1 à gauche et MRI-CGCM2.3 à droite Illustration 179 : Changement climatique : résultats des simulations sur le piézomètre de Poussard (Cénomanien) Illustration 18 : Changement climatique : résultats des simulations sur le piézomètre de la Clisse (Cénomanien) Illustration 181 : Changement climatique : résultats des simulations sur le piézomètre de Dignac (Turonien) Illustration 182 : Changement climatique : résultats des simulations sur le piézomètre de Claix (Turonien) Illustration 183 : Changement climatique : résultats des simulations sur le piézomètre de Salignac (Turonien) Illustration 184 : Changement climatique : résultats des simulations sur le piézomètre de Baignes (Turonien) Illustration 185 : Changement climatique : résultats des simulations sur le piézomètre de Sainte- Radegonde (Turonien) Illustration 186 : Changement climatique : résultats des simulations sur le piézomètre de Mortagne (Turonien) Illustration 187 : Changement climatique : résultats des simulations sur le piézomètre de l Epaud (Turonien) Illustration 188 : Changement climatique : résultats des simulations sur le piézomètre de Laclotte (Campanien) Illustration 189 : Campanien - baisse du niveau moyen de la nappe sur la période par rapport à la période de référence ( ) Illustration 19 : Turonien - baisse du niveau moyen de la nappe sur la période par rapport à la période de référence ( ) Illustration 191 : Cénomanien - baisse du niveau moyen de la nappe sur la période par rapport à la période de référence ( ) Illustration 192 : Changement climatique : résultats des simulations sur le débit de la Boëme - station fictive aval 1/ Illustration 193 : Changement climatique : résultats des simulations sur le débit de la Boëme - station fictive aval 2/ Illustration 194 : Changement climatique : résultats des simulations sur le débit du Né à Salles d Angles 1/ Illustration 195 : Changement climatique : résultats des simulations sur le débit du Né à Salles d Angles 2/ Illustration 196 : Changement climatique : résultats des simulations sur le débit de la Seugne à St Seurin de Palenne 1/ Illustration 197 : Changement climatique : résultats des simulations sur le débit de la Seugne à St Seurin de Palenne 2/ Illustration 198 : Changement climatique : résultats des simulations sur le débit de la Seudre à St André-de-Lidon 1/ Illustration 199 : Changement climatique : résultats des simulations sur le débit de la Seudre à St André-de-Lidon 2/ BRGM/RP-6156-FR 15

16 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Illustration 2 : Changement climatique : résultats des simulations sur le débit de la Tude à médillac 1/ Illustration 21 : Changement climatique : résultats des simulations sur le débit de la Tude à médillac 2/ Illustration 22 : Changement climatique : principal conclusion sur l effet du changement climatique sur les débits des cours d eau Liste des annexes Annexe 1 : Caractérisation des années climatiques Loi de Weibull et Gumbel sur les précipitations Annexe 2 : Calage sur les piézomètres des irrigants du Turonien Annexe 3 : Cartographies des perméabilités des couches aquifères du modèle 16 BRGM/RP-6156-FR

17 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes 1. Introduction Le BRGM a développé pour le compte de la Région Poitou-Charentes et dans le cadre du précédent Contrat de Plan un modèle régional des nappes du Crétacé supérieur en Sud- Charentes [cf. rapport RP FR, Putot E. et Thinon-Larminach M. (28)], «Modèle Turonien-Coniacien Calage du modèle hydrodynamique en régime permanent et transitoire». A partir d'une limite nord s étendant globalement d Angoulême à Rochefort, il couvre géographiquement la partie méridionale de la région Poitou-Charentes, pénétrant même en Gironde. Parallèlement, la Région Poitou-Charentes, la DREAL Poitou-Charentes, l Agence de l Eau Adour-Garonne ont exprimé des besoins multiples auxquels ce modèle des nappes du Crétacé peut apporter des réponses : bilans par bassin versant et évaluation de l impact des prélèvements sur les rivières (pour comparaison avec les résultats de l approche globale menée avec le logiciel de modélisation globale «TEMPO»), de manière à contribuer à la fixation des volumes «prélevables», préciser les relations nappes/rivières en reproduisant et analysant les assecs annuels des rivières, tester l impact de scénarios climatiques issus des travaux du GIEC. Afin de répondre à ces diverses questions, le modèle a dû être adapté et actualisé avec les données les plus récentes disponibles (ajout de 3 années : 26 à 28). Ce rapport présente les résultats de ce travail. Après avoir rappelé les principes de la modélisation et présenté le modèle, le travail d adaptation et de calage, ce document expose les résultats en trois parties : - synthèse et bilan par bassin versant suite au calage du modèle sur 2/28 au pas de temps mensuel, examen des relations nappes/rivières pour chaque bassin, estimation de l impact des prélèvements sur les débits des rivières ; - estimation globale de l impact d un scénario de changement climatique (scénario "modéré"). BRGM/RP-6156-FR 17

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19 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes 2. Le modèle hydrodynamique des nappes du Crétacé 2.1. RAPPELS SUR LES PRINCIPES ET LES ETAPES DE LA MODELISATION Les principes Le principe d une modélisation consiste à reproduire numériquement une réalité complexe pour ensuite réaliser des simulations diverses (prévisions dans le temps...). C est le cas pour les modèles météorologiques, de prévisions des crues, de circulations océaniques et pour les modèles hydrogéologiques qui permettent de reproduire les écoulements souterrains à partir des équations générales qui les décrivent mathématiquement. En hydrogéologie, le principe de la modélisation consistera donc à résoudre numériquement les équations aux dérivées partielles de l écoulement sur un secteur étudié. Il s agit de déterminer la charge hydraulique (variable inconnue) sur les éléments d'un maillage en fonction du temps et à partir de paramètres hydrodynamiques (perméabilité, emmagasinement), de conditions aux limites et de conditions initiales. Les méthodes numériques consistent en une discrétisation du domaine d étude : - dans l espace (maillage), - dans le temps pour les régimes transitoires. Deux méthodes numériques sont essentiellement utilisées en modélisation hydrogéologique : - la méthode des éléments finis, - la méthode des différences finies. C est cette dernière méthode qui est utilisé dans le cadre de ce travail. Dans le modèle présenté ici, le territoire est reproduit en trois dimensions en le découpant en portions unitaires (= mailles). Dans chaque mailles sont entrées des données sur la géométrie (topographie, profondeur d une couche géologique), les caractéristiques hydrodynamiques (perméabilité et emmagasinement), éventuellement les flux entrants (infiltration de la pluie par exemple) ou sortant (prélèvements) Les données calculées par le modèle (cartographie des écoulements, chroniques de niveaux d eau) sont comparées aux données observées sur le terrain. Pour reproduire au mieux cette réalité, des paramètres (particulièrement les caractéristiques hydrodynamiques) du modèle doivent être réajustés, c est la phase de calage. Une fois le calage satisfaisant, le modèle peut être utilisé pour faire des simulations à partir de différents scénarios Les étapes Le modèle construit est un modèle régional destiné à la gestion de la ressource en eau, permettant : de reproduire le fonctionnement hydrodynamique des systèmes aquifères et en particulier d étudier les relations nappes/rivières. BRGM/RP-6156-FR 19

20 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes de contribuer à la gestion des prélèvements, en analysant : - la disponibilité de la ressource en eau souterraine pour l irrigation ; - l impact hivernal du remplissage de projets de retenues. Une fois les éléments de la modélisation fixés : - extension du modèle, - nombre de couches, - taille des mailles, - pas de temps, la modélisation se déroule en plusieurs étapes (voir le schéma synoptique en Illustration 1). Collecte des données Vérification de la validité des données Oui Construction du modèle Données suffisantes Non Recherche de données Calage du modèle Oui Simulation Vérification de la validité des données et des paramètres Non Illustration 1 : Les étapes de la modélisation 2 BRGM/RP-6156-FR

21 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Collecte des données La construction d un modèle hydrodynamique nécessite le recueil et la synthèse des données suivantes : Géologie : les données géologiques permettent de déterminer la géométrie des couches à modéliser à partir de la connaissance des toits et des murs des niveaux aquifères ou imperméables, issus de logs stratigraphiques, de l analyse de diagraphies, de documents bibliographiques (thèses, rapports de bureaux d études ), Hydrogéologie : caractéristiques hydrodynamiques de l aquifère (perméabilité ou transmissivité, coefficient d emmagasinement, ), cartes piézométriques de la nappe en période de basses et de hautes eaux, chroniques piézométriques, conditions aux limites (niveaux, flux ), Hydrologie : réseau hydrographique (caractérisé par sa géométrie - largeur, longueur et profondeur - débits, niveaux ), Climatologie : la pluviométrie et l évapotranspiration, Prélèvements : pour l alimentation en eau potable (AEP), l irrigation et autres (industrie, particuliers...). La construction du modèle Cette étape consiste à intégrer dans le logiciel de modélisation retenu les données qui vont permettre de construire les différentes «grilles» du modèle : géométrie, conditions aux limites, recharge, propriétés hydrauliques Le calage du modèle Le but du calage consiste à reproduire les niveaux piézométriques observés. Cette étape est réalisée en ajustant au mieux les paramètres hydrodynamiques de l aquifère (perméabilité, emmagasinement) et dans le cas présent également les paramètres des cours d eau (perméabilité de colmatage du lit des rivières ). Généralement le calage est réalisé en deux phases afin de sérier les difficultés. - 1 ere étape : Calage en régime permanent : Dans ce cas, la nappe est considérée comme stationnaire sur une certaine période de temps (les niveaux ne sont pas fonction du temps). Les valeurs de perméabilités définies dans cette étape sont ensuite utilisées comme champ de valeurs initiales pour le régime transitoire. - 2 eme étape : Calage en régime transitoire : Cette étape permet d affiner le calage de l ensemble des paramètres hydrodynamiques en restituant le plus précisément possible des chroniques piézométriques et/ou de débits de sources et de cours d eau. BRGM/RP-6156-FR 21

22 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Les simulations Une fois le modèle calé, les phases de simulations de différents scénarios peuvent débuter Le logiciel MARTHE utilisé pour la modélisation Le code de calcul retenu dans le cadre de cette modélisation est MARTHE (Modélisation d Aquifères par un maillage Rectangulaire en régime Transitoire pour le calcul Hydrodynamique des Ecoulements). Ce code, développé par le BRGM, utilise la méthode des différences finies, et permet le calcul des écoulements de fluides et de transferts de masse et d énergie en milieux poreux bidimensionnels (plan ou coupe verticale) et tridimensionnel [Thiéry D. (26)]. Les schémas peuvent être simples ou complexes (zone saturée et/ou non saturée, écoulements multiphasiques, prise en compte de la densité du fluide, prise en compte de la végétation, interaction entre cours d'eau et nappes, etc.) en régime permanent ou transitoire. Il permet aussi de simuler des drains souterrains. Les différentes fonctionnalités et leur mise en œuvre sont décrites par Thiéry D. (199a et 199b, 1993, 1994, 1995a et 1995b, 24), Thiéry D. et Golaz C. (22), Thiéry D. et al. (22). Le modèle tridimensionnel se présente sous la forme de grilles de calcul superposées avec un maillage parallélépipédique régulier ou irrégulier. Les cellules sont hydrauliquement connectées, le «motif de base» étant constitué par une cellule en relation avec les six mailles voisines (nord, sud, est, ouest, haut et bas). Dans chaque maille des valeurs sont entrées (cote des toits et des murs des couches, paramètres hydrodynamiques, conditions aux limites ) où sont calculées par le modèle (charge hydraulique). L interface graphique WinMarthe permet de préparer les données du code de calcul MARTHE. C'est un pré-processeur qui peut être utilisé pour préparer, mettre en forme et contrôler les données numériques avant calculs. C'est également un post-processeur puisqu'il peut être utilisé, après la réalisation d'une simulation, pour visualiser les résultats obtenus sous forme de cartes d isovaleurs ou de coupes verticales. Il permet également l'exportation des résultats de calculs vers des SIG DESCRIPTION DU MODELE Historique Initialement, ce modèle régional a été développé par le BRGM dans le cadre du Contrat de Plan Etat Région (CPER) 2-26 sous Maîtrise d'ouvrage de la Région Poitou-Charentes avec un partenariat entre l'etat, la Région Poitou-Charentes, l'agence de l'eau Adour-Garonne, les Conseils Généraux de la Charente et de la Charente-Maritime et le BRGM. Le fond Européen a également contribué financièrement à ce projet. Dans le but de mieux comprendre le fonctionnement de l aquifère Crétacé, un des volets du CPER 2-26 concernait la réalisation de diverses études pour la mise en place d outils d aide à la décision pour la gestion de l aquifère Turonien-Coniacien en sud Charentes. 22 BRGM/RP-6156-FR

23 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Les différentes phases qui ont permis la construction de l outil sont les suivantes ; Phase 1 (2-22) : Volet 1 : suivi de la qualité : campagne de prélèvements en Sud-Charente [Lacouture L. et Matray J.M. (21)] ; Volet 2 : réalisation d une synthèse inter-départementale Charente / Charente-Maritime / Dordogne [Baudry D. et al. (22)] ; Volet 3 : Recueil de données en vue d une modélisation [Baudry D. et al. (22)] ; Phase 2 (23 24) : Poursuite de la collecte des données (hydrogéologiques, météorologiques, hydrologiques ) et construction du modèle géologique [Thinon-Larminach M. et al. (24)]. Phase 3 (25 26) [Putot E. et Thinon-Larminach M. (28)] : poursuite du recueil et de la bancarisation de données pour la modélisation du régime permanent puis transitoire, permettant un renforcement du SIG élaboré au cours de la phase 2, vérification de la cohérence de la géométrie du modèle, introduction des données dans le modèle (principalement les prélèvements), couplage avec le réseau hydrographique (incorporé dans le modèle hydrodynamique global), intégration de la recharge, réalisation du calage du modèle hydrodynamique au pas de temps mensuel de 2 à 25. C est donc ce modèle qui a été utilisé dans le cadre du présent travail qui a consisté principalement à : - collecter, traiter, mettre en forme et intégrer dans le modèle les chroniques de prélèvement sur la période ; - utiliser un module intégré de calcul de la recharge et du ruissellement dans le modèle, dérivé du logiciel Gardenia du BRGM (logiciel de modélisation globale "pluies-niveauxdébits") ; - recaler de façon fine le modèle sur la totalité des chroniques disponibles dans le réseau régional. Le chapitre suivant présente ce modèle hydrodynamique. On se reportera aux différents rapports cités précédemment pour avoir une description plus précise des différentes couches du modèle en particulier au plan géologique. BRGM/RP-6156-FR 23

24 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Extension et géométrie du modèle L extension et la géométrie de différentes formations géologiques n ont pas été modifiées dans le cadre de cette étude par rapport au modèle initial [Putot E. et Thinon-Larminach M. (28)] (Illustration 2). Ainsi, le modèle présente une superficie de 7921 km² et comporte 8 couches qui sont, du haut vers le bas, les suivantes (Illustration 3) : Formations superficielles, Campanien 4,5 (aquifère), Campanien 1, 2,3 et Santonien, Coniacien (aquifère), Turonien (aquifère), Turonien Inférieur et Cénomanien Supérieur, Cénomanien moyen et Inférieur (aquifère), Cénomanien basal et Jurassique Supérieur. Légende : Alluvions Flandrien Pléistocène Altérites Oligocène Eocène Campanien Santonien Coniacien Turonien Cénomanien Illustration 2 : Extension du modèle Crétacé des Charentes sur le fond géologique simplifié 24 BRGM/RP-6156-FR

25 5 m Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Formations superficielles Campanien 4,5 Campanien 1,2,3 et Santonien Coniacien Turonien Turonien Inf. et Cénomanien sup. Cénomanien moyen et inf. Cénomanien basal et Jurassique Sup. 1 m Illustration 3 : Extension du modèle : vue en 3D BRGM/RP-6156-FR 25

26 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Les sorties en limite du modèle En «sortie» de modèle, des potentiels imposés ont été appliqués : - Sur les limites ouest et sud-ouest du modèle, qui correspondent au niveau imposé par l Océan Atlantique et l estuaire de la Gironde. Ces potentiels dont la valeur attribuée est égale à zéro se situent à quelques kilomètres de la ligne du littorale dans l Atlantique et de la rive droite de la Gironde afin de réduire l influence de ce potentiel constant sur la partie continentale du modèle hydrodynamique. - Sur la bordure sud du modèle régional, assez éloigné des zones d intérêts et dans le département de la Gironde. En raison du peu de données existantes pour connaître les hauteurs d eau des nappes dans ces secteurs (peu de suivi piézométrique sur les formations concernées dans ces zones), la solution retenue a été de recourir aux niveaux d eau statiques asynchrones mesurés lors de la création de points d eau bancarisés en BSS 1 [Putot E. et Thinon-Larminach M. (28)]. A partir de ces données, une moyenne spatiale calculée par une technique simple d'interpolation (pondération par l'inverse de la distance) permet d obtenir une valeur moyenne de la hauteur d eau au niveau des mailles de la bordure du modèle. Cette valeur de charge imposée est appliquée à l ensemble des aquifères représentées sur ces limites. Il existe, par ailleurs, des conditions internes qui correspondent ici : - à la recharge. - aux conditions d échanges entre les nappes et les rivières, - aux cotes de débordement dans les mailles d affleurement du modèle Recharge du modèle adaptation Principe de calcul de la recharge Dans le cadre de l amélioration du modèle et de son recalage, la méthode consistant à calculer la recharge des nappes et le ruissellement à l aide de l Indice de Développement et de Persistance des Réseaux (IDPR) a été abandonnée au profit du calcul de bilans hydroclimatiques avec l outil GARDENIA [Thiéry (23)] intégré à MARTHE. Cette méthode, beaucoup plus souple, nécessite une fois les paramètres du module GARDENIA calés, d intégrer seulement les données de pluies et ETP et de ne pas recalculer pas de temps par pas de temps une recharge et un ruissellement. L utilisation du module GARDENIA nécessite l intégration dans le modèle : - de différentes zones de données météorologiques (pluies et d ETP) ; - de zones de sol sur lesquelles sont définis la Réserve Disponible pour l Evapotranspiration (RDE) pour les premiers mètres du sol (équivalent à la RU) et des 1 BSS : Banque de données du Sous-Sol 26 BRGM/RP-6156-FR

27 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes paramètres qui permettent la répartition entre écoulement rapide (ruissellement) et écoulement lent (percolation vers la nappe) : Temps de demi-percolation (TPERC), Niveau d équilibre-ruissellement-percolation (NRUIP). Le module GARDENIA se base sur le principe des modèles réservoirs (voir Illustration 4) : - Un premier réservoir U (capacité de rétention du sol) modélise la partie supérieure du sol, sa hauteur maximale est fixée par la RDE. Il se vide ou se remplit suivant la pluie et l ETP. L alimentation du réservoir H sous-jacent est possible lorsque la capacité de rétention du sol est atteinte ; - Le second réservoir H modélise la zone non saturée au-dessus du niveau de nappe. Il est alimenté par le réservoir U et est vidangé par percolation dans le réservoir souterrain (aquifère) suivant une loi exponentielle de constante de temps TPERC (ALIM aquifère = H.dt/TPERC) et par ruissellement suivant le paramètre NRUIP. L infiltration doit donc être «calée» en ajustant les trois paramètres RDE, TPERC et NRUIP. Illustration 4 : Schéma de fonctionnement de la recharge Stations météorologiques - zones de données météo Dix stations météorologiques couvrant le territoire modélisé sont utilisées dans le modèle. Les données météorologiques ont été collectées au pas de temps décadaire (pour l ETP) ou journalier (pour la pluie) et ce pour les 1 stations et les années 2 à 28. En ce qui concerne les zones d influence de pluies et d ETP, elles ont été définies à l aide de la méthode de polygonation de Thiessen (Illustration 5). BRGM/RP-6156-FR 27

28 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Zones de sol Illustration 5 : Zones de pluies et d ETP Afin de ne pas perdre les différentes informations issues de la méthode de l IDPR pour le calcul initial de la recharge, les zones de sols ont été définies par analogie en croisant la carte d IDPR aux zones de RU retenus dans le précédent modèle (Référentiel Régional Pédologique). 28 zones de sols ont ainsi été créées (Illustrations 6 à 8) Caractérisation des années climatiques Les données météos (pluies et ETP) ont été récupérées sur la période et incorporées dans le modèle. Par ailleurs, pour mieux prendre en compte l inertie du système en début de modélisation et ainsi avoir un meilleur calage, les données météorologiques de septembre 1998 à octobre 1999 ont aussi été intégrées (le modèle initial intègre déjà les mois de novembre et décembre 1999). A noter que la gestion quantitative des ressources en eau du bassin Adour-Garonne vise à restaurer, pendant la période d'étiage, des débits dans les rivières qui permettent à la fois la satisfaction des usages économiques et le bon fonctionnement du milieu aquatique. Ces objectifs de débits (DOE : Débits d Objectif d Etiage 2 ) doivent être respectés 8 années sur 1. Un traitement des données météorologiques a donc été réalisé afin de caractériser les années simulées dans le modèle. Habituellement, cette caractérisation est définie à partir de l analyse 2 Le DOE correspond à une moyenne mensuelle contrairement au DCR (Débit de CRise) qui est une valeur instantanée 28 BRGM/RP-6156-FR

29 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes des chroniques annuelles des stations hydrologiques. Cette approche n apparaît pas pleinement satisfaisante car les débits observés dans les décennies récentes sont impactés par les prélèvements (difficulté d avoir un état naturel non-influencé), et d une manière plus générale, le débit est la résultante des phénomènes météorologiques et des impacts anthropiques sur le bassin versant (en dehors des prélèvements, il peut y avoir des retenues d eau et des lâchers). Illustration 6 : Découpage du modèle en zones de réserve utile. (Source : D après la carte de RU de l IGCS dégradée pour les besoins de l étude). Illustration 7 : Cartographie de l IDPR du domaine d étude Illustration 8 : Zones de sol BRGM/RP-6156-FR 29

30 Hauteur d'eau en mm Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Il apparaît donc plus judicieux d essayer de caractériser l année à partir des données climatiques. Pour ce faire, une analyse statistique des périodes de retour a été réalisée sur plusieurs paramètres climatiques (pluie, pluie efficace et pluie d été) afin de déterminer les valeurs de période de retour pour la quinquennale sèche et humide ainsi que la décennale sèche et humide. Cette analyse a été réalisée en utilisant deux lois probabilistes, les lois de Gumbel et de Weibull couramment utilisés en hydrologie pour la détermination d apparition d événements «extrêmes». L analyse statistique a été réalisée sur les données de la station de Cognac sur 37 années (1972 à 28). L analyse des précipitations annuelles (années calendaires) (Illustration 9) montre que pour une période de retour d une année quinquennale sèche (sur les 37 échantillons) la hauteur d eau tombée est de l ordre de 64 mm (Annexe 1). Sur l Illustration 1, les différentes périodes de retour sont indiquées avec les années classées en abscisse et la hauteur d eau en ordonnée. Ce graphique montre que la période de retour de la quinquennale sèche pour la pluie correspond aux années 1973, 23 et L année 25 est une année au-delà de la décennale sèche. L année 21 est quant à elle au-dessus d une année quinquennale décennale humide. Fréquence Loi de Gumbel Hauteur d eau en mm Loi de Weibull Hauteur d eau en mm Moyenne des 2 lois (mm) Décennale Sèche Quinquennale Sèche «Médiane» Quinquennale Humide Décennale Humide Illustration 9 : Précipitations et période de retour en fonction des lois de Gumbel et de Weibull Décennale sèche Quinquennale sèche Médiane Quinquennale humide Décennale humide Illustration 1 : Périodes de retour et hauteur des précipitations sur la période (années classées) 3 BRGM/RP-6156-FR

31 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Afin de compléter cette analyse, l étude a été réalisée sur les pluies efficaces (d octobre à mai généralement) et les pluies d été (juin/juillet/août/septembre) pour la même station de Cognac. Les résultats sont indiqués dans les tableaux des illustrations 11 et 12. Fréquence Loi de Gumbel Hauteur d eau en mm Loi de Weibull Hauteur d eau en mm Moyenne des 2 lois (mm) Décennale Sèche Quinquennale Sèche «Médiane» Quinquennale Humide Décennale Humide Illustration 11 : Pluie efficace à Cognac (en mm) et période de retour en fonction des lois de Gumbel et de Weibull Fréquence Loi de Gumbel Hauteur d eau en mm Loi de Weibull Hauteur d eau en mm Moyenne des 2 lois (mm) Décennale Sèche Quinquennale Sèche «Médiane» Quinquennale Humide Décennale Humide Illustration 12 : Pluie d été à Cognac (en mm) et période de retour en fonction des lois de Gumbel et de Weibull Afin de caractériser les années en fonction de ces deux paramètres, un graphe présentant la pluie d été en abscisse et en ordonnée la pluie efficace a été construit (Illustration 13). Les périodes de retour pour la pluie efficace et la pluie d été sont également indiqués. Ce mode de représentation permet de tenir compte à la fois de l importance de la recharge hivernale et mais également de la demande en eau estivale. Ainsi, sur les années modélisées, l année 25 se caractérise par une sècheresse exceptionnelle à contrario de 21 qui a été exceptionnellement humide en hiver (sur la période traitée pour ce graphique à 28-, l année 21 a été la plus humide en hiver). Pour ces deux années, la périodicité de retour est au-delà de 1 ans. 23 est l année la plus proche de la quinquennale sèche en ce qui concerne la pluie efficace et les précipitations estivales. Enfin l année 26 (voire aussi 24) apparaît comme une année moyenne en termes de pluie efficace. A titre de comparaison, le même type de graphique a été réalisé à l aide des données des stations de Saint-Agnan (Illustration 14), qui permet de caractériser le littoral, et de St-Martial- Viveyrol qui caractérise l est de la zone modélisée (Illustration 15). BRGM/RP-6156-FR 31

32 Pluie efficace en mm Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes 6 Cognac (Châteaubernard) 21 5 Hiver humide / Eté sec Hiver humide / Eté humide Hiver sec / Eté sec Hiver sec / Eté humide Pluie d'été en mm Décennale sèche Quinquennale sèche Médiane Quinquennale humide Décennale humide Illustration 13 : Caractérisation des années climatiques à partir des données de la station météorologique de Cognac 32 BRGM/RP-6156-FR

33 Pluie efficace en mm Pluie efficace en mm Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes 8 7 Hiver humide / Eté sec St-Agnant 21 Hiver humide / Eté humide Moyenne Médiane Hiver sec / Eté sec Hiver sec / Eté humide Pluie d'été en mm Illustration 14 : Caractérisation des années climatiques à partir des données de la station météorologique de Saint-Agnan 8 St-Martial-Viveyrol Hiver humide / Eté sec Hiver humide / Eté humide 6 5 Moyenne Médiane Hiver sec / Eté sec 25 Hiver sec / Eté humide Pluie d'été en mm Illustration 15 : Caractérisation des années climatiques à partir des données de la station météorologique de St-Martial-Viveyrol BRGM/RP-6156-FR 33

34 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Réseau hydrographique Dans l hydrodynamique régionale, les échanges nappes/rivières jouent un rôle important. Les nappes sont en effet souvent en étroite relation avec les rivières, avec en particulier un rôle de soutien des débits d'étiage des cours d'eau. Le module "échanges nappes/rivières" du logiciel Marthe, qui permet un couplage direct entre nappes et cours d'eau, a été utilisé. Outre l'introduction dans le modèle de la structure du réseau (arbre des affluents et sens d écoulement), il faut attribuer à chaque maille traversée par un cours d'eau une valeur pour les paramètres suivants : Longueur de la rivière au droit de la maille, Largeur de la rivière : Pour rentrer ce paramètre dans le modèle, la codification de la base de données IGN/BD CARTHAGE a été utilisée comme suit : Champ LARGEUR de la BD-Carthage : Commentaire associé Largeur prise en compte dans le modèle 1 De à 15 mètres 1 mètres 2 Entre 15 et 5 mètres 25 mètres 3 Plus de 5 mètres 5 mètres La cote moyenne du fond de rivière : en général cette cote a été calculée en considérant le minimum du MNT au pas de 5 mètres sur le tronçon de rivière correspondant à la maille. Toutefois, l imprécision du MNT conduit à corriger les valeurs en s appuyant sur les points cotés des cartes IGN 1/25. La pente et le coefficient de Manning s : considérés généralement comme paramètres de calage. Ils ont été évalués respectivement à,5 (5 m de dénivelé pour une distance horizontale de 1 m) et,2 sur l ensemble du domaine. L épaisseur (,1 mètre) et la perméabilité de colmatage du lit de la rivière. En ce qui concerne les cours d eau pour lesquels le bassin amont n est pas dans le modèle (cas de la Boutonne, l Antenne, la Charente, la Lizonne) (Illustration 16) les débits d entrée dans le modèle ont été calculés à chaque pas de temps à partir de la station hydrométrique la plus proche de la limite du modèle. Lorsque la station est trop éloignée pour refléter les débits réels à l entrée du modèle on multiplie les débits ont été multiplié par un coefficient correctif évalué à partir des surfaces des bassins versants (Illustration 16). Pour chaque cours d eau introduit dans le modèle, il est possible de calculer un débit en tout point (= maille) de son linéaire que l on peut comparer avec les chroniques de mesures disponibles sur les stations hydrométriques (Illustration 17). 34 BRGM/RP-6156-FR

35 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Nom de la rivière La Charente Apports latéraux rive droite de la Charente entre Angoulême et Cognac La Boutonne La Lizonne La Dronne L Antenne Station hydrométrique utilisée Vindelle (Lacunes complétées par corrélation avec la station de Luxe) et débits de la Touvre à Foulpougne Mainxe (Lacunes complétées par corrélation avec la station de Vindelle et Chaniers) Cabariot (Lacunes complétées par corrélation avec la station de St Jean d Angely et Moulin de Châtre) La Lizonne à Saint Severin La Dronne à Villetoureix L Antenne (Calcul par approche Tempo à partir des données de l ancienne station sur l Antenne localisée à Cognac ) Illustration 16 : Prise en compte des débits des rivières à l entrée du domaine d étude à partir des stations hydrométriques. Illustration 17 : Cours d eau introduits dans le modèle BRGM/RP-6156-FR 35

36 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Prélèvements Prélèvements souterrains L actualisation du modèle sur la période a nécessité l introduction des données de prélèvements pour les trois années supplémentaires au pas de temps mensuel. Ces prélèvements concernent l Alimentation en Eau Potable (AEP), l irrigation et l industrie. Les données proviennent de la DDT16 la DDTM 17 et de l Agence de l Eau Adour-Garonne (AEAG). Un travail de géo-référencement important a dû être réalisé (principalement pour les données agricoles). Ce travail a consisté en l attribution d un numéro de la Banque de données du Sous- Sol (N BSS) lorsque cela était possible. Dans le cas contraire, une localisation à la parcelle, au lieu-dit ou à la commune, a été réalisée en fonction des informations disponibles. Un temps important a été consacré à ces traitements en raison du grand nombre de données, environ 19 points, de la difficulté à croiser les données des organismes pour l attribution de numéros BSS, et de la recherche de coordonnées de parcelle ou de lieu-dit point par point respectivement sur des plans cadastraux ou des cartes IGN. L aquifère capté a par la suite dû être identifié, le réservoir étant connu lorsqu un n BSS est attribué au forage. Dans le cas contraire, la nappe a été rattachée au forage en fonction des forages environnants et de la profondeur du point de prélèvement. Enfin, un travail de mise en forme avec maille de prélèvement, aquifère capté et débit pompé, a été réalisé préalablement à l intégration dans le logiciel de modélisation. Concernant les prélèvements A.E.P et industriels, les données de l'aeag ont été utilisées : volume total annuel et volume prélevé au cours de la période d étiage - juillet-octobre. A défaut d avoir une meilleure connaissance sur la ventilation des prélèvements, les données ont été réparties en divisant le volume considéré sur le nombre de mois des différentes périodes pour constituer des chroniques mensuelles. Pour les prélèvements agricoles, les données fournies sont très hétérogènes selon l origine : DDT 16 : relevé effectué le 1 er avril, le 1 juin et le 3 septembre. La ventilation a été réalisée en fonction des données du département 17, les périodes d irrigation étant sensiblement les mêmes d un département à l autre. Par ailleurs, les bases de données souterraines sont très peu fournies pour ce département (environ 27 ouvrages au total issus des bases «eaux souterraines», «Turonien» et «Karst de la Rochefoucauld»), de nombreux ouvrages souterrains étant considérés comme prélèvements en eau de surface dans ce département. DDTM 17 : relevé effectué début avril, puis par quinzaine de juin à septembre. AEAG : volume annuel + volume de juillet à octobre. Ces informations sont rapportées en général à des compteurs (localisation par l adresse du propriétaire) et non aux forages. Un important travail de croisement de ces différentes sources de données a donc été nécessaire pour constituer des chroniques de prélèvements mensuelles. 36 BRGM/RP-6156-FR

37 M 3 par mois M 3 par mois Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Les volumes globaux intégrés par année et par type de prélèvements sont indiqués dans le graphe de l Illustration Industrie AEP+Industrie AEP Agricole Illustration 18 : Prélèvements souterrains intégrés dans le modèle Prélèvements dans les cours d eau Les prélèvements en rivières ont été intégrés à partir des données fournies par l Agence de l Eau. N ayant que la connaissance de la commune de prélèvements (absence de coordonnées exactes), ces prélèvements ont été globalisés sur la maille correspondant à la commune et au cours d eau modélisés. La ventilation des données a été réalisée à partir de celle effectuée sur les données de prélèvements souterrains (département de la Charente-Maritime pris en référence). Les volumes globaux par année et par type de prélèvements sont indiqués dans le graphe de l Illustration 19. La carte de l Illustration 2 présente les prélèvements souterrains et de surface par maille en fonction des volumes prélevés Industrie AEP Agricole Illustration 19 : Prélèvements de surface intégrés sur le modèle BRGM/RP-6156-FR 37

38 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Prélèvements souterrains Prélèvements de surface Illustration 2 : Cartographie des prélèvements souterrains et de surface (moyenne inter-annuelle) 38 BRGM/RP-6156-FR

39 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes 3. Calage du modèle - résultats généraux 3.1. METHODOLOGIE Le calage du modèle a été réalisé en plusieurs étapes afin de sérier les difficultés tout en augmentant la «complexité» du modèle ce qui permet d améliorer le calage et de ce fait la restitution des valeurs de piézométrie observée. Par ailleurs, cela permet de gagner en temps de calcul lors des premières phases. Dans un premier temps, un calage en régime «pseudo-permanent» a été effectué. Dans le système multicouche modélisé, le régime permanent est peu réaliste ; cette étape a donc été réalisée par le biais d un régime «pseudo-permanent» qui correspond ici à un état pseudostationnaire ou «virtuel» de la nappe (régime moyen annuel). Ce modèle pseudo-permanent a permis d établir une ébauche de la distribution des paramètres de perméabilité. Dans un second temps, les valeurs de perméabilité et du coefficient d emmagasinement des aquifères et épontes ainsi que des perméabilités de colmatage des cours d eau ont été affinées en régime transitoire. Le calage du paramètre de diffusivité (rapport de la perméabilité à l'emmagasinement spécifique) a été réalisé en s appuyant sur les valeurs de valeurs ponctuelles de perméabilité et de coefficient d emmagasinement spécifique issus d essais de pompage. Les données piézométriques qui ont servi au calage (comparaison de chroniques réelles avec les chroniques calculées par le modèle) sont principalement issues du réseau de suivi quantitatif des eaux souterraines de la région Poitou-Charentes. Au nord-est du secteur d études le calage a également été réalisé à partir des relevés fournis par les irrigants du Turonien. Les différents piézomètres utilisés pour cette phase de calage, 22 au total pour le réseau régional, sont reportés sur la carte en Illustration 21. Ces piézomètres sont biens répartis sur l ensemble de la zone d étude mais malheureusement trop peu nombreux. Par ailleurs, malgré des demandes répétées, nous n avons pas eu accès aux données du Syndicat des Eaux de la Charente-Maritime. BRGM/RP-6156-FR 39

40 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Légende : Formations superficielles Campanien 4,5 Campanien 1, 2, 3 et Santonien Coniacien Turonien Turonien Inf. et Cénomanien sup. Cénomanien moyen et inf. Piézomètres Régionaux : Campanien Turonien Cénomanien Piézomètres irrigants du Turonien Cénomanien basal et Jurassique Sup. Illustration 21 : Localisation des piézomètres utilisés pour le calage en régime transitoire 3.2. APPRECIATION GENERALE DE LA QUALITE DU CALAGE Afin d apprécier la qualité du calage, différents diagrammes de dispersion ont été construits en reportant sur un graphique (x,y) les couples de valeurs observées/simulées suivants : - moyenne des charges hydrauliques mesurées/moyenne des charges hydrauliques simulées pour la période modélisée (2-28) (Illustration 22 - réseau régional et Illustration 25 «réseau» irrigants du Turonien»), 4 BRGM/RP-6156-FR

41 Niveaux modélisés (mngf) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes - moyenne des charges hydrauliques mesurées/moyenne des charges hydrauliques simulées pour la période juillet-août de période 2 à 28 (Illustration 26). Sur ces diagrammes ont été reportées les droites suivantes : - droite de calage parfait : corrélation parfaite entre les valeurs observées et simulées (droite rouge), - droites délimitant la zone ± 2,5 m et ± 5, m. Une quantification des écarts entre les données observées et les données simulées a été réalisée ainsi qu un histogramme de la distribution de la moyenne des écarts de calage pour chaque aquifère modélisé (Illustrations 23 et 24) Moyenne + ou - 2,5 m + ou - 5 m Niveaux observés (mngf) Illustration 22 : Diagramme de dispersion moyenne des niveaux mesurés/moyenne des niveaux simulés pour la période piézomètres du réseau régional La confrontation des charges hydrauliques simulées par le modèle à celles observées sur une cinquantaine d ouvrages (réseau régional + «réseau» Turonien des irrigants) sur l ensemble de la zone étudiée montre une bonne adéquation entre les données mesurées et calculées. Il n y a ni surestimation ni sous-estimation des niveaux calculés par le modèle par rapport aux niveaux observés. Il convient de souligner que cette analyse est réalisée ici sur des valeurs moyennes. Cette analyse globale n a qu une valeur indicative et permet essentiellement d apprécier la qualité globale du calage du modèle. Pour examiner en détail la précision du calage, il est nécessaire de se reporter à l analyse des chroniques superposant valeurs modélisées et mesurées sur chaque piézomètre. Ces chroniques sont présentées dans le chapitre suivant bassin versant par bassin versant. En ce qui concerne les chroniques restituées pour les piézomètres des irrigants du Turonien, les graphiques sont présentés en annexe 2. BRGM/RP-6156-FR 41

42 [-5 ; -4[ [-4 ; -3[ [-3 ; -2[ [-2 ; -1[ [-1 ; [ [ ; 1[ [1 ; 2[ [2 ; 3[ [3 ; 4[ [4 ; 5[ Effectif Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes En valeurs moyennes annuelles, la moyenne des écarts moyens est de 3 cm et l écart-type est de 11 cm. Il est à noter qu un piézomètre est mal calé en basse eau du fait de la non connaissance des prélèvements à proximité de ces ouvrages, il s agit du piézomètre de Pommiers (7561X6/S) qui est en dehors de la courbe «5 mètres» sur le diagramme de l Illustration 26 (Moyenne des niveaux mesurés /moyenne des niveaux simulés - période juilletaoût (2-28) - piézomètres du réseau régional) Illustration 23 : Histogramme de la distribution de la moyenne des écarts de calage - piézomètres du réseau régional 22 piézomètres Moyenne des écarts (m) -,3 Ecart-type (m) 1,1 Illustration 24 : Quantification des écarts entre données moyennes simulées et observées - piézomètres du réseau régional Les cartes de perméabilités obtenues pour les différents aquifères sont reportées en annexe BRGM/RP-6156-FR

43 Niveaux modélisés (mngf) Niveaux modélisés (mngf) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Moyenne + ou - 2,5 m + ou - 5 m Niveaux observés (mngf) Illustration 25 : Diagramme de dispersion moyenne des niveaux mesurés/moyenne des niveaux simulés pour la période 2-28 ouvrages des irrigants du Turonien de la Charente Moyenne des minis + ou - 2,5 m + ou - 5 m Niveaux observés (mngf) Illustration 26 : Moyenne des niveaux mesurés /moyenne des niveaux simulés - période juillet-août (2-28) - piézomètres du réseau régional BRGM/RP-6156-FR 43

44 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes 3.3. RESULTATS Restitutions cartographiques Les résultats du calage en régime transitoire sont présentés ci-après pour les nappes du Turonien et du Cénomanien. Ces cartes issues du modèle sont comparées aux esquisses piézométriques conçues à partir des observations sur le terrain : pour la nappe du Turonien, avril et octobre 21 [Marchais E. et Pincemin R. (22)], pour le Cénomanien, avril et octobre 28 [Marchais E., Bichot F. (29)] (Illustrations 27 à 3). Même si le niveau de détail et les approches ne sont pas les mêmes, ces comparaisons montrent que les crêtes et les niveaux piézométriques (et donc les directions des écoulements) sont bien reproduites par le modèle. A noter que dans la partie centrale du domaine, là où les nappes sont profondes, le faible nombre d ouvrages ne permet pas d avoir une connaissance précise de la piézométrie. Par contre, le modèle restitue une piézométrie plus détaillée dans ces zones. 44 BRGM/RP-6156-FR

45 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Illustration 27 : Piézométrie observée (haut) et simulée (bas) du Turonien - avril 21 BRGM/RP-6156-FR 45

46 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Illustration 28 : Piézométrie observée (haut) et simulée (bas) du Turonien - octobre BRGM/RP-6156-FR

47 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Illustration 29 : Piézométrie observée (haut) et simulée (bas) du Cénomanien - avril 28 BRGM/RP-6156-FR 47

48 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Illustration 3 : Piézométrie observée (haut) et simulée (bas) du Cénomanien - Octobre BRGM/RP-6156-FR

49 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Débits des cours d eau Les comparaisons entre débits simulés et débits mesurés aux stations hydrométriques sont présentées bassin par bassin dans les chapitres suivants. Dans l ensemble, les débits des rivières sont correctement restitués par le modèle, en hautes eaux comme en basses eaux, et ce dans les limites du modèle : débits moyennés sur un mois en fonction de paramètres (largeur et profondeur de la rivière, épaisseur du colmatage ) qui ne sont appréciés que globalement. Néanmoins, la superposition des courbes mesurées/calculées est très correcte, ce qui permet d accorder une grande fiabilité aux bilans de flux du modèle : bon ordre de grandeur des volumes infiltrés et ruisselés au cours du temps. Les cartes des illustrations 31 à 44 comparent les débits des rivières restitués par le modèle avec les cartographies disponibles du réseau des observatoires des écoulements pour les étiages (ONEMA) pour les mois de juin et septembre de 22 à 28. Les approches sont toutefois très différentes. D un côté le modèle restitue des débits moyens mensuels, dans les mailles et le long d un linéaire ; les classes de valeurs utilisées pour la représentation cartographique mettent en avant les faibles débits. D un autre côté, les observations de terrain sont ponctuelles (dans le temps et dans l espace) et ne font pas appel à des notions quantitatives : assec, rupture d écoulement ou écoulement. Les campagnes d observation ont lieu de juin à septembre ; parfois octobre, une fois par mois et à la fin du mois. Les données brutes RDOE ont été fournies par l ONEMA pour les années 2 à 28. Jusqu'en 25, le niveau d écoulement était défini selon 3 modalités : - Modalité 1 - écoulement continu - écoulement permanent et visible à l'œil nu ; - Modalité 2 - écoulement interrompu- le lit mineur présente toujours de l'eau mais le débit est nul. Cette modalité correspond aux situations où soit l eau est présente sur toute la station mais il n'y a pas de courant (grandes zones lentiques), soit il ne reste plus que quelques flaques ; - Modalité 3 - la station est complètement à sec - L'eau s est totalement évaporée ou infiltrée (Il n'y a même pas de flaques). Depuis 26, le niveau d écoulement est défini selon 4 modalités : - Modalité 1 écoulement visible acceptable - correspond à une station sur laquelle il y a de l eau et un courant visible à l œil. Le débit permet le fonctionnement biologique. - Modalité 2 écoulement visible faible - correspond à une station sur laquelle il y a de l eau et un courant visible mais le débit faible ne garantit pas un fonctionnement biologique. La présence d un obstacle (seuil, radier..) sur la station peut faciliter la perception du courant en le rendant visible. Lorsque l écoulement est faible, sa visibilité est plus élevée lorsqu un obstacle réduit la section mouillée de la station. - Modalité 3 écoulement non visible - correspond à une station sur laquelle il y a de l eau mais plus de courant. Cette modalité englobe aussi bien les cas où il y a de l eau sur toute la station, mais pas de courant, que les cas où il ne reste que des flaques sans courant. - Modalité 4 assec - correspond à une station complètement à sec, c est à dire ne présentant plus d eau (même des flaques). BRGM/RP-6156-FR 49

50 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Illustration 31 : Débits des cours d eau simulés (maille) et RDOE (point) - Juin 22 Illustration 32 : Débits des cours d eau simulés (maille) et RDOE (point) - Septembre 22 5 BRGM/RP-6156-FR

51 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Illustration 33 : Débits des cours d eau simulés (maille) et RDOE (point) Juin 23 Illustration 34 : Débits des cours d eau simulés (maille) et RDOE (point) Septembre 23 BRGM/RP-6156-FR 51

52 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Illustration 35 : Débits des cours d eau simulés (maille) et RDOE (point) Juin 24 Illustration 36 : Débits des cours d eau simulés (maille) et RDOE (point) Septembre24 52 BRGM/RP-6156-FR

53 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Illustration 37 : Débits des cours d eau simulés (maille) et RDOE (point) Juin 25 Illustration 38 : Débits des cours d eau simulés (maille) et RDOE (point) Setptembre 25 BRGM/RP-6156-FR 53

54 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Illustration 39 : Débits des cours d eau simulés (maille) et RDOE (point) Juin 26 Illustration 4 : Débits des cours d eau simulés (maille) et RDOE (point) septembre BRGM/RP-6156-FR

55 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Illustration 41 : Débits des cours d eau simulés (maille) et RDOE (point) Juin 27 Illustration 42 : Débits des cours d eau simulés (maille) et RDOE (point) Septembre 27 BRGM/RP-6156-FR 55

56 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Illustration 43 : Débits des cours d eau simulés (maille) et RDOE (point) Juin 28 Illustration 44 : Débits des cours d eau simulés (maille) et RDOE (point) Septembre BRGM/RP-6156-FR

57 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes 4. Bilans et analyses par bassin versant 4.1. APPROCHE METHODOLOGIQUE Afin de restituer les données du modèle après calage, le domaine modélisé a été découpé en zones, correspondant en général à des bassins versants ou à de grandes entités hydrogéologiques. Ce découpage est calé sur les zones proposées dans l approche TEMPO pour les zones de gestion [Bichot F et al. (28)]. Chaque zone fait donc l objet ci-dessous d un bilan (carte des différents secteurs sur l Illustration 45). La méthodologie utilisée pour restituer les résultats pour chaque zone est la suivante : - une présentation géologique et hydrogéologique de la zone reprenant des textes déjà publiés par ailleurs (notamment dans les rapports de l étude dite «TEMPO») ; - une cartographie de la zone présentant les données du modèle en octobre 25 (piézométrie, état des rivières), période d étiage particulièrement sévère ; - les résultats du calage sur les piézomètres de la zone ; - les chroniques 2/28 des débits aux stations hydrométriques existantes et à des points fictifs, notamment aux sorties de la zone (débit aval) ; - un bilan global de la zone intégrant pour chaque mois : le volume infiltré (partie de la pluie efficace qui rejoint les nappes souterraines), les prélèvements mensuels, les volumes mensuels stockés ou déstockés des aquifères ; - un bilan des échanges nappe/rivière (global sur la zone) mois par mois sur la période 2/28 modélisée ; - les résultats des simulations faisant appel à des diminutions des prélèvements agricoles de 25 %, 5 %, 75 % et suppression des prélèvements agricoles : impact sur les piézomètres (nappes souterraines), impact sur les rivières. Les résultats de la simulation avec suppression totale de tous les prélèvements (y compris AEP et industriels) sont aussi utilisés. - L impact des prélèvements agricoles (complété dans certains cas par l impact de tous les prélèvements [y compris AEP et industriels]), en nappe et en rivière, est analysé en utilisant plusieurs graphes mensuels : comparaison entre le débit impacté et le débit non impacté, valeurs absolues de l impact en m 3 /s et pourcentage de l impact par rapport au débit de la rivière [= impact/débit impacté]. BRGM/RP-6156-FR 57

58 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Zones de Gestion superficielles Zone de Gestion profonde Cours d eau Piézomètres Stations hydrométriques Stations hydrométriques fictives Illustration 45 : Cartographie des zones pour les bilans globaux 4.2. BASSIN VERSANT DE LA CHARENTE Présentation de la zone Le contexte géologique et hydrogéologique de secteur a été réalisé à partir des rapports BRGM RP FR [Bichot F. et Marchais E. (21)] et BRGM RP FR [Thinon-Larminach M. et al. (25)]. Le bassin versant total de la Charente à une superficie de km² et couvre une grande partie du nord du Bassin Aquitain. La Charente prend sa source sur le socle du Massif Central et s écoule jusqu au littoral en remontant d abord vers le nord et le Seuil du Poitou. De l amont vers l aval, la Charente traverse les formations géologiques suivantes : - le socle cristallophyllien, - le domaine des calcaires du Jurassique moyen (Dogger) et inférieur (Lias), - les marnes et calcaires du Jurassique supérieur avec principalement les bassins versants de l Aume-Couture, de la Soloire, de l Antenne et de la Boutonne, - le karst de la Rochefoucauld, - les calcaires et marnes du Crétacé supérieur, avec les bassins versants du Né, de la Seugne, de l Arnoult. 58 BRGM/RP-6156-FR

59 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes C est ce dernier domaine que le modèle Crétacé couvre. Le domaine du Crétacé La rive gauche de la Charente entre Angoulême et Cognac et l essentiel du bassin versant aval à partir de Cognac sont formés par des affleurements de terrains d âge crétacé. Ainsi les Eaux Claires, la Charreau, la Boëme, le Claix, la Vélude, l'anque, le Gensac, le Né, la Seugne, l Arnoult, le Coran, le Bourru sont en relation avec les nappes du Crétacé. A la base de la série du Crétacé, le Cénomanien correspond au début d'un cycle transgressif qui conduit à la mise en place durant tout le Crétacé supérieur d'une plate-forme carbonatée. Il vient recouvrir un modelé jurassique façonné par une longue phase d'érosion et d'altération. La base du Cénomanien est constituée de niveaux argileux et sableux (une dizaine de mètres d'épaisseur), à stratifications obliques, alternant plusieurs épisodes sableux, parfois grossiers, avec des argiles noires. Le Cénomanien se poursuit par une dizaine de mètres de sables calcareux, de grès, puis de calcaires de moins en moins détritiques. Le Cénomanien moyen est entièrement carbonaté : calcaires massifs, cristallisés, bioclastiques ou graveleux. Au Cénomanien supérieur s'installe une sédimentation plus marneuse et argileuse qui se poursuivra au Turonien inférieur. Cette coupe du Cénomanien concerne presque tout le domaine crétacé du sud des Charentes à l exception de l axe de l anticlinal de Jonzac. En effet, le Crétacé sud charentes est caractérisé par l existence de deux grandes structures plissés orientés Nord-Ouest/Sud-Est qui se marquent nettement dans la topographie : le synclinal de Saintes et l anticlinal de Jonzac. Dans l axe de ce dernier, la base du Cénomanien voire de l Infra-Cénomanien est particulièrement épais (jusqu à 2 m d épaisseur) et correspond à des sables et argiles à lits de lignite témoignant des milieux littoraux et continentaux qui caractérisaient le secteur au moment de la transgression cénomanienne. Les sables correspondent à un aquifère qui se développe en profondeur. Le Turonien moyen et supérieur correspond à une puissante série de calcaires, souvent bioclastiques ou gréseux. Le maximum de transgression est atteint au Turonien supérieur. Après un épisode régressif, le Coniacien débute avec un nouvel épisode transgressif. Sa base est donc marquée par des termes gréseux, parfois épais comme à Cognac. Ces termes sont parfois légèrement discordant sur le Turonien supérieur, voire localement (en Dordogne) sur le Turonien moyen. Il se poursuit par des niveaux calcaires de plus en plus marneux. Au Santonien s'installe une puissante sédimentation calcaréo-marneuse, assez monotone, qui perdurera au Campanien. Vers le Sud (bassins du Né et de la Seugne), les reliefs sont coiffés par des dépôts sabloargileux continentaux du Tertiaire. Dans les vallées, on trouve des terrasses alluviales plus ou moins argileuses et des alluvions récentes. D un point de vue hydrogéologique, les sables et les calcaires du Cénomanien forment un réservoir assez productif, qui se prolonge en profondeur. Le Turonien et le Coniacien calcaire correspondent à l'aquifère le plus important de ce secteur méridional. Cet aquifère karstique donne naissance à d'importantes sources, aux débits pérennes, qui viennent alimenter les rivières. La nappe est non seulement alimentée par les eaux qui tombent sur l'impluvium correspondant aux affleurements de Turonien-Coniacien, mais aussi par percolation des eaux à travers la couverture calcaréo-marneuse (Santonien-Campanien) de l'aquifère. Cette percolation est aidée par la fracturation. BRGM/RP-6156-FR 59

60 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Sur le Turonien-Coniacien la densité du réseau hydrographique est assez faible. Il devient plus dense sur les formations du Santonien-Campanien. Comme pour le Jurassique supérieur, mais de manière nettement moins développée, il existe une nappe superficielle dans ces formations marneuses, altérées et fissurées en surface. L'aquifère du Turonien-Coniacien est exploité dans ses parties libres comme dans son domaine captif. Les zones de marais De la confluence avec la Boutonne à l embouchure, la Charente circule sur des terrains argileux (Bri) mis en place au Quaternaire récent. Ces zones de marais près de Rochefort forment l extrémité nord-ouest du modèle jurassique. Au Quaternaire, la ligne de rivage est très éloignée de la côte actuelle. Les cours d'eau entaillent dans le substratum calcaire des vallées (morphologie de ria) dans lesquelles ils déposent des terrasses alluviales sableuses et graveleuses. A la fin de la dernière glaciation du Würm (vers 12 ans BP), la mer revient (transgression flandrienne), dépassant même largement la limite actuelle. Enfin, à partir de 64 ans BP, les rias se comblent progressivement avec une sédimentation progradante principalement argileuse (Bri). Selon GIRAUD F. et al. (2), de par cette histoire quaternaire, le marais de Rochefort se diviserait en deux secteurs : une zone orientale, correspondant à la paléo-vallée de la Devise, où le Bri est épais (supérieur à 2 m), et une zone occidentale (secteur d'yves) où les épaisseurs de Bri dépassent rarement 15 m. Emergeant du Bri, on trouve des îlots avec des formations d âge jurassique ou crétacé. Le Bri est le siège d un réseau hydrographique anthropique très dense correspondant aux zones de marais. Sur l extension du modèle, le bassin versant de la Charente peut être découpé comme suit en sous-bassins de l amont vers l aval (Illustration 48) : - Sud-Angoumois rive gauche (488 km²), - Le Né (773 km²), - La Seugne (1166 km²), - Charente aval rive droite (317 km²), - Arnoult (356 km²). 6 BRGM/RP-6156-FR

61 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Arnoult Charente aval Seugne Né Sud Angoumois Illustration 46 : Zones de gestion du bassin de la Charente Sud-Angoumois rive gauche Calage sur les piézomètres de la zone Sur ce secteur du bassin de la Charente, la nappe du Turonien-Coniacien est suivie par quatre piézomètres des réseaux régional et départemental (département 16) : - Le piézomètre de Claix se situe sur le bassin du Claix où il capte la nappe libre du Turonien (Illustration 47). - Le piézomètre de Rouffiac est situé sur la crête piézométrique entre les bassins versants du Né et de la Boëme où il capte la nappe du Turonien-Coniacien captive sous les marnes du Santonien (Illustration 48). - Le piézomètre de Dignac, est situé en tête du bassin versant de la Charreau où la nappe du Turonien est libre à semi-captive. Ce piézomètre, contrairement aux 2 précédents, présente une réponse très rapide aux précipitations (voir chronique journalière) (Illustration 49). - Le piézomètre de Torsac est situé dans la vallée de la Charreau à l aval du piézomètre de Dignac, dans une zone où la nappe du Turonien est libre (Illustration 5). Tout comme le piézomètre de Dignac, il présente une réponse rapide à la recharge. La restitution de la piézométrie moyenne sur ces différents ouvrages est assez satisfaisante avec des cycles annuels biens reproduits. Pour les périodes estivales, les écarts entre l observé et le modélisé viennent vraisemblablement de la connaissance moyenne des prélèvements. BRGM/RP-6156-FR 61

62 H (m NGF) H (m NGF) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Ceux-ci sont répartis au mois dans le modèle, alors que dans la réalité leur répartition dans le mois n est pas homogène. D autre part, les chroniques mensuelles de prélèvements n étant pas connus, ce sont les volumes annuels qui sont répartis sur les mois avec plus ou moins d incertitudes. Sur ce secteur, nous disposons en revanche d un grand nombre d ouvrages suivis par les irrigants du Turonien. Le calage correct de ces chroniques (annexe 2) montre que le modèle représente bien la réalité piézométrique et les écoulements souterrains dans ce secteur Claix - 795X117/AR Observé Journalier Observé Mensuel Modélisé Mensuel janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 47 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de Claix 13 Rouffiac X53/F Observé Journalier 7 Observé Mensuel Modélisé Mensuel 6 janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 48 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de Rouffiac 62 BRGM/RP-6156-FR

63 H (m NGF) H (m NGF) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Torsac - 797X57/3 Observé Journalier Observé Mensuel Modélisé Mensuel janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 49 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de Torsac Dignac - 797X67/F Observé Journalier Observé Mensuel Modélisé Mensuel janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 5 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de Dignac BRGM/RP-6156-FR 63

64 Débit en m 3 /s Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Les débits des cours d eau Le modèle intègre, sur ce secteur, non seulement la Charente mais également ses affluents en rive gauche qui sont, de l amont vers l aval : Eaux Claires, la Charreau et la Boëme. La Charente circule sur les formations du Cénomanien et du Jurassique supérieur. Les Eaux Claires, la Charreau circulent sur les formations turoniennes (sur lesquelles ils prennent leur source) et cénomaniennes. La Boëme, quant à elle, prend sa source sur les formations campaniennes et traverse la série crétacé supérieur du Campanien au Cénomanien pour rejoindre la Charente. Seule la Charreau dispose d une station de suivi hydrométrique, située à Voeuil et Giget ; elle a été mise en fonctionnement en juin 28. Deux stations ont été introduites dans le modèle pour restituer les débits à l aval de la Boëme et de la Charreau. Si l on se base sur les quelques données existantes sur la Charreau à Voeuil et Giget, le modèle restitue globalement l ordre de grandeur des débits observés (Illustration 51). Les débits moyens à l aval en période d étiage seraient d environ une centaine de litre par seconde (en 25, ~5 l/s). Pour la Boëme, les débits en étiage à l aval seraient de l ordre de 3 à 4 l/s (Illustration 52). Ce cours d eau est alimenté par de grosses sources du Turonien, en particulier celles de Forges et de Mouthiers. Depuis 29, cette dernière est équipée pour le suivi des débits [Bichot F. et Marchais E. (21)]. A l étiage elle apporterait à elle seule un débit de l ordre de 5l/s. Les débits d étiage donnés par le modèle pour la Boëme qui peuvent paraître élevés vu son bassin versant apparaissent toutefois à priori cohérents La Charreau Débits observés - Voeuil Débits Simulés - Station de Voeuil Débits Simulés - point fictif aval janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 51 : Chroniques de débits simulés et observés sur la Charreau 64 BRGM/RP-6156-FR

65 janv.- juil.- janv.-1 juil.-1 janv.-2 juil.-2 janv.-3 juil.-3 janv.-4 juil.-4 janv.-5 juil.-5 janv.-6 juil.-6 janv.-7 juil.-7 janv.-8 juil.-8 Volume en m 3 par mois Débit en m 3 /s Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes 6 La Boëme 5 Débits Simulés - point fictif aval janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 52 : Chronique de débits simulés sur la Boëme aval Bilan global de la zone Le bilan établi sur l ensemble de la zone fait apparaître une recharge hivernale importante avec un stockage en nappe au cours de la même période (Illustration 53). Le déstockage sur la période printemps-été est de l ordre de 4 Mm 3 par mois au début de période (printemps) et 2 Mm 3 par mois en fin d été. Les prélèvements ne représentent qu une faible part des déstockages Bilan Global - sud Angoumois-rive gauche Infiltration Stockage/Déstockage Global echange nappe/rivière Prélèvements Illustration 53 : Bilan global de la zone sud Angoumois - rive gauche (valeurs mensuelles) BRGM/RP-6156-FR 65

66 janv.- juil.- janv.-1 juil.-1 janv.-2 juil.-2 janv.-3 juil.-3 janv.-4 juil.-4 janv.-5 juil.-5 janv.-6 juil.-6 janv.-7 juil.-7 janv.-8 juil.-8 Volume en m 3 par mois Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Echanges nappe/rivière L apport des nappes vers les cours d eau est largement prépondérant (Illustration 54) même si sur certaines parties le(s) cours d eau alimente(nt) la nappe. En ce qui concerne plus particulièrement la Boëme, on constate que le débit augmente sensiblement au droit des formations turoniennes au niveau de Mouthiers sur Boëme (sources importantes) alors que les débits sont très faibles sur les formations campaniennes (Illustration 55). Le modèle restitue bien la vidange de la nappe turonienne dans les cours d eau dans cette zone de gestion. En dehors de ce cours d eau et de ses sources, il existe dans ce secteur de la rive gauche de la Charente de nombreuses sorties d eau de la nappe du Turonien. On peut citer : Fontaine de Frégeneuil sur les Eaux-Claires, Font du Roi sur la Charreau, Fontaine de Claix sur le Claix, Puyrolland L ensemble de ces sources et des cours d eau associés viennent alimenter la Charente. Si l on considère le chiffre de 2 Mm 3 (minimum) de déstockage en été donnée par le modèle et que ce volume vient alimenter principalement le cours d eau, cela représente un apport moyen de l ordre de 8 l/s au débit d étiage de la Charente. La grandeur des apports de cette zone en rive gauche serait de l ordre de 1 m 3 /s (ruissellement + infiltration) au débit de la Charente à l étiage. 2.E+6 Echange nappe/rivière - sud Angoumois-rive gauche.e+ -2.E+6-4.E+6-6.E+6-8.E+6-1.E+7-1.2E+7-1.4E+7 Nappe vers rivière Rivière vers nappe Bilan Global Illustration 54 : Bilan mensuel des échanges nappes/rivières sur la zone de gestion du Sud-Angoumois rive gauche 66 BRGM/RP-6156-FR

67 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Légende Illustration 55 : Bassin versant de la Charente rive gauche sud-angoumois : résultats du modèle pour octobre 25 (piézométrie du Turonien) BRGM/RP-6156-FR 67

68 H (m NGF) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Résultats des simulations de baisse de prélèvements Les résultats des simulations permettent de constater sur les piézomètres de la zone les impacts suivants : - Sur le piézomètre de Claix l impact des prélèvements agricoles reste très faible (Illustration 56). L impact le plus net est dû aux prélèvements dit «industriels» du fait de la proximité d une laiterie, néanmoins cet impact est également faible (une cinquantaine de centimètre sur les dernières années). Par ailleurs, le graphique indique une meilleure connaissance de ces prélèvements à partir de 24. Il semble qu avant cette date la comptabilisation des prélèvements influençant ce piézomètre soit moins exhaustive. - Le piézomètre de Rouffiac est, selon les simulations, assez impacté par les prélèvements (Illustration 57). Sans ces derniers, son niveau remonterait de l ordre de +5 à +1 mètres selon les années modélisées en période d étiage. Par ailleurs, en raison de l inertie du système, on constate que les prélèvements durant la période printemps-été impactent le niveau de hautes eaux (environ 1 mètre selon le modèle). - Sur le piézomètre de Torsac le modèle ne restitue aucun impact des prélèvements (Illustration 58). Ce piézomètre étant vraisemblablement contraint par la Charreau à proximité et en particulier par le niveau de la source de Font du Pont-Roi situé à l aval du piézomètre (+92 mngf environ) en période de basses eaux. - Le piézomètre de Dignac est légèrement impacté par les prélèvements, de l ordre de 2 mètres en étiage (Illustration 59). Tout comme sur le piézomètre de Rouffiac, on constate que ces prélèvements estivaux influencent légèrement les niveaux de hautes eaux. 9 Claix - 795X117/AR Calage 83-25% -5% 82-75% 81 Sans Irrigation Sans Prélèvement 8 janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 56 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre declaix 68 BRGM/RP-6156-FR

69 H (m NGF) H (m NGF) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes 13 Rouffiac X53/F Calage -25% 8-5% -75% 7 Sans Irrigation Sans Prélèvement 6 janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 57 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de Rouffiac Torsac - 797X57/3 Calage -25% -5% -75% Sans Irrigation Sans Prélèvement janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 58 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de Torsac BRGM/RP-6156-FR 69

70 H (m NGF) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Dignac - 797X67/F Calage -25% -5% -75% Sans Irrigation Sans Prélèvement janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 59 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de Dignac L impact des prélèvements souterrains pour l irrigation sur la Charreau serait de l ordre de 5 à 2 l/s en période d étiage selon le modèle (Illustrations 6 à 62). Si l'on considère 23 comme année de référence d un état quinquennal sec, cet impact serait de 7 à 8 l/s. Sans irrigation et en période d étiage l augmentation du débit sur ce cours d eau pourrait être d environ 2 à 3 % selon les années. En ce qui concerne les prélèvements de surface, l impact des prélèvements à l amont de la station de Voeuil a considérablement diminué entre les premières années de simulation et les dernières années (de plus de 25 l/s en 2-21 à moins de 1 l/s sur 27 et 28) en relation avec la baisse importante des prélèvements de ce type à partir de 25. Néanmoins, l arrêt des pompages sur les dernières années aurait permis une augmentation du débit de la Charreau à Voeuil de 2 à 3 % (Illustration 63). Sur la Boëme, l impact des prélèvements souterrains est moindre que pour le Charreau comparativement au débit total du cours d eau (Illustrations 64 à 66). Ainsi, l arrêt des pompages pour l irrigation aurait permis un gain de débit de l ordre de 8-1 % en période d étiage soit de 4 à 7 l/s selon les années et les mois considérés pour un débit de calage de 3 à 4 l/s. L inertie du système se retrouve également ici même si l impact hivernal reste très faible au regard des débits de la Boëme. A noter également la part importante des usages industriels qui impactent le débit autant que les prélèvements agricoles (Illustration 66). Tout comme sur le Charreau, l impact des prélèvements en cours d eau pour l irrigation aurait diminué sur la période simulée (d environ 15% à moins de 1%) (Illustration 67). 7 BRGM/RP-6156-FR

71 Gain de débit en m 3 /s % de gain de débit Débit en m 3 /s Débit en m 3 /s Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Le Charreau à Voeuil Calage -25% -5% -75% Sans Irrigation Sans Prélèvement janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 6 : Impact des prélèvements souterrains sur la Charreau à Voeuil chroniques de débits.25.2 Le Chareau à Voeuil 1% 9% 8% 7%.15 6% 5%.1 4% 3%.5 2% 1%. janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 % Impact de l'irrigation à Voeuil (m3/s) Gain de débits en % sans irrigation Illustration 61 : Quantification de l impact des prélèvements agricoles souterrains sur les débits mensuels de la Charreau à Voeuil BRGM/RP-6156-FR 71

72 % de gain de débit Gain de débit en m 3 /s Débit en m 3 /s Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes.7 Le Charreau à Voeuil.6.5 Calage Janv. Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc. -25% -5% -75% Sans Irrigation Sans Prélèvement.4.2 Janv. Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc. 2% 1% -25% -5% -75% Sans Irrigation Sans Prélèvement % Janv. Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc. Illustration 62 : Quantification de l impact des prélèvements souterrains sur les débits de la Charreau à Voeuil moyenne mensuelle interranuelle sur la période BRGM/RP-6156-FR

73 Débit en m 3 /s Débit en m 3 /s Gain de débit en m 3 /s % de gain de débit Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Le Charreau à Voeuil 1% 9% 8% 7% janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Impact de l'irrigation à Voeuil (m3/s) Gain de débits en % sans irrigation 6% 5% 4% 3% 2% 1% % Illustration 63 : Quantification de l impact des prélèvements agricoles de surface sur les débits mensuels de la Charreau à Voeuil La Boëme - station fictive aval Calage -25% -5% -75% Sans Irrigation Sans Prélèvement janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 64 : Impact des prélèvements souterrains sur la Boëme station fictive aval chroniques de débits BRGM/RP-6156-FR 73

74 Gain de débit en m 3 /s % de gain de débit Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes La Boëme - station fictive aval 1% 9% 8% 7% 6% janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Impact de l'irrigation (m3/s) Gain de débits en % sans irrigation 5% 4% 3% 2% 1% % Illustration 65 : Quantification de l impact des prélèvements agricoles souterrains sur les débits mensuels de la Boëme station fictive aval 74 BRGM/RP-6156-FR

75 % de gain de débit Gain de débit en m 3 /s Débit en m 3 /s Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes La Boëme - station fictive aval Calage Janv. Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc. -25% -5% -75% Sans Irrigation Sans Prélèvement Janv. Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc. 2% 15% 1% -25% -5% -75% Sans Irrigation Sans Prélèvement 5% % Janv. Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc. Illustration 66 : Quantification de l impact des prélèvements souterrains sur les débits aval de la Boëme moyenne mensuelle interranuelle sur la période 2-28 BRGM/RP-6156-FR 75

76 H (m NGF) Gain de débit en m 3 /s % de gain de débit Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes La Boëme - station fictive aval 1% 9% 8% 7% janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 6% 5% 4% 3% 2% 1% % Impact de l'irrigation (m3/s) Gain de débits en % sans irrigation Illustration 67: Quantification de l impact des prélèvements agricoles de surface sur les débits mensuels de la Boëme station fictive aval Le Né Calage sur les piézomètres de la zone Le piézomètre de Salignac, situé à l aval du bassin du Né, capte la nappe du Turonien captive à une profondeur de 14 m. Les battements de la nappe sont ici assez faibles (de l ordre de 2 mètres) et sont correctement restitués (compte tenu des limites du modèle, lissage mensuel, maille au Km²) (Illustration 68). Par ailleurs, dans la partie amont du bassin, plusieurs ouvrages suivis par les irrigants du Turonien ont été simulés. Le modèle restitue correctement le niveau moyen (annexe 1) ce qui donne au modèle une bonne fiabilité dans ce secteur. 1 Salignac - 774X14/S Observé Journalier 2 Observé Mensuel 1 Modélisé Mensuel janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 68 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de Salignac 76 BRGM/RP-6156-FR

77 Débit en m 3 /s Débit en m 3 /s Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Les débits du cours d eau Cette zone de gestion intègre entièrement le bassin versant du Né et également une partie de la Charente. Le Né s écoule essentiellement sur les formations marneuses du Santonien-Campanien qui, dans une frange d altération et de fissuration superficielle, contient une nappe en relation étroite avec la rivière. Le modèle restitue globalement les débits observés à la station de Salle d Angles sans toutefois simuler l ensemble des pics hivernaux, à noter que la chronique d observation n est pas complète (Illustration 69). Les valeurs de débits en étiage sont par contre assez bien restituées. Mais ses débits d étiage sont quasiment nuls Le Né 35 3 Débits observés - station de Salle d'angles Débits Simulés - Salle d'angles Débits Simulés - point fictif aval janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 69 : Chroniques de débits simulés et observés sur le Né 3 La Charente Débits observés - station de Chaniers Débits Simulés - Chaniers 1 5 janv.- déc.- déc.-1 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 7 : Chroniques de débits simulés et observés sur la Charente à Chaniers BRGM/RP-6156-FR 77

78 janv.- juil.- janv.-1 juil.-1 janv.-2 juil.-2 janv.-3 juil.-3 janv.-4 juil.-4 janv.-5 juil.-5 janv.-6 juil.-6 janv.-7 juil.-7 janv.-8 juil.-8 Volume en m 3 par mois Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Bilan global de la zone Le bilan des entrées/sorties sur cette zone de gestion fait apparaître un stockage important en nappe en automne et en hiver jusqu à janvier puis un déstockage progressif durant la période printemps-été de l ordre de 4 à 5 Mm 3 /mois (Illustration 71) Bilan Global - Né Infiltration Stockage/Déstockage Global echange nappe/rivière Prélèvements Illustration 71 : Bilan global de la zone Né (valeurs mensuelles) Echanges nappe/rivière Sur l ensemble de la zone de gestion l apport des nappes vers les cours d eau (Illustration 72) est prépondérant même si dans quelques secteurs le cours d eau vient alimenter les nappes. Le bilan sur le seul bassin versant du Né permet de constater, pour les années sèches comme 22 et 25, que les volumes apportés par les nappes (drainage de la nappe par les cours d eau) en fin de période d étiage sont du même ordre de grandeur que les volumes qui s écoulent de la rivière vers la nappe (Illustration 72), ce qui explique des débits pratiquement nuls à l aval du Né. Pour octobre 25, l Illustration 74 permet de distinguer les mailles avec des débits nuls de celles présentant un écoulement. Ainsi, le modèle restitue un écoulement de 5 à 1 l/s en amont de Salle d Angles. Autour de Salles d Angles les débits diminuent très nettement (moins de 1 l/s) indiquant des pertes du cours d eau (alimentation de la nappe par la rivière). A noter que le Né a fait l objet de différentes études pour déterminer les secteurs d alimentations de ce cours d eau [BILLET C. (1996), études de la DDAF (1964)], la carte présentée en Illustration 75, réalisée à partir de ces études, permet d avoir une idée de ces zones de pertes et de gains. Par ailleurs, l analyse de la piézométrie de 25 restituée par le modèle montre bien les pertes de la rivière sur une quinzaine de kilomètres en amont de Salle d Angles (écoulement divergent 78 BRGM/RP-6156-FR

79 janv.- juil.- janv.-1 juil.-1 janv.-2 juil.-2 janv.-3 juil.-3 janv.-4 juil.-4 janv.-5 juil.-5 janv.-6 juil.-6 janv.-7 juil.-7 janv.-8 juil.-8 Volume en m 3 par mois janv.- juil.- janv.-1 juil.-1 janv.-2 juil.-2 janv.-3 juil.-3 janv.-4 juil.-4 janv.-5 juil.-5 janv.-6 juil.-6 janv.-7 juil.-7 janv.-8 juil.-8 Volume en m 3 par mois Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes par rapport au cours d eau). L écoulement de la nappe se fait alors vers le sud-ouest en direction du bassin de la Seugne. 2.E+6 Echange nappe/rivière - zone de gestion du Né.E+ -2.E+6-4.E+6-6.E+6-8.E+6-1.E+7-1.2E+7-1.4E+7 Nappe vers rivière Rivière vers nappe Bilan Global Illustration 72 : Bilan mensuel des échanges nappes/rivières sur la zone de gestion du Né 4.E+6 Echange nappe/rivière - bassin du Né -1.E+6-6.E+6-1.1E+7-1.6E+7-2.1E+7-2.6E+7 Nappe vers rivière Rivière vers nappe Bilan Global Illustration 73 : Bilan mensuel des échanges nappes rivières sur le bassin du Né BRGM/RP-6156-FR 79

80 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Légende Illustration 74 : Bassin versant du Né : résultats du modèle pour octobre 25 (piézométrie du Turonien) 8 BRGM/RP-6156-FR

81 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Illustration 75 : Pertes et gains sur le Né [Bichot F. et al (25)] Résultats des simulations de baisse de prélèvements L impact des prélèvements souterrains sur le seul piézomètre de la zone de gestion reste peu significatif au regard des résultats des simulations (Illustration 76). La majorité des ouvrages dans le secteur de ce piézomètre sont peu profonds et captent le Campanien. En ce qui concerne le Né, celui-ci est également peu impacté par les prélèvements souterrains agricoles au regard des simulations (Illustrations 77 à 79). Il est à noter que le Né à l amont de la station de Salles d Angles se localise sur le département de la Charente pour lequel les données de prélèvements souterrains ne sont que très peu renseignées (une grande partie des prélèvements souterrains étant considérés comme prélèvements de surface). Le gain de débit moyen sur le mois de septembre sur ce cours d eau sans irrigation serait de l ordre de +1 % soit une trentaine de litres par seconde (Illustration 79). Ici, l impact le plus conséquent est représenté par les pompages industriels et pour l alimentation en eau potable. L impact par les prélèvements de surface les 4 dernières années de simulations est inférieur à 5 l/s et reste donc anecdotique (Illustration 8). BRGM/RP-6156-FR 81

82 Débit en m 3 /s Débit en m 3 /s H (m NGF) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Salignac - 774X14/S Calage -25% -5% -75% Sans Irrigation Sans Prélèvement janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 76 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de Salignac Le Né à Salles d'angles Calage -25% -5% -75% Sans Irrigation Sans Prélèvement janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 77 : Impact des prélèvements souterrains sur le Né à Salles d Angles - chroniques de débits 82 BRGM/RP-6156-FR

83 Gain de débit en m 3 /s % de gain de débit Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Le Né à Salles d'angles 1% 9% 8% 7% janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 6% 5% 4% 3% 2% 1% % Impact de l'irrigation à Salles d'angles (m3/s) Gain de débits en % sans irrigation Illustration 78 : Quantification de l impact des prélèvements agricoles souterrains sur les débits mensuels du Né à Salles d Angles BRGM/RP-6156-FR 83

84 % de gain de débit Gain de débit en m 3 /s Débit en m 3 /s Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Le Né à Salles d'angles Calage Janv. Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc. -25% -5% -75% Sans Irrigation Sans Prélèvement Janv. Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc. 6% 5% 4% 3% -25% -5% -75% Sans Irrigation Sans Prélèvement 2% 1% % Janv. Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc. Illustration 79 : Quantification de l impact des prélèvements souterrains sur les débits du Né à Salles d Angles moyenne mensuelle interranuelle sur la période BRGM/RP-6156-FR

85 Gain de débit en m 3 /s % de gain de débit Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Le Né à Salles d'angles 1% 9% 8% 7% % 5% 4%.1.5. janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Impact de l'irrigation à Salles d'angles (m3/s) Gain de débits en % sans irrigation 3% 2% 1% % Illustration 8 : Quantification de l impact des prélèvements agricoles de surface sur les débits mensuels de la Né à Salles d Angles La Seugne Calage sur les piézomètres de la zone Sur ce secteur du bassin de la Charente, la nappe du Turonien-Coniacien est suivie par trois piézomètres du réseau régional : - Le piézomètre de Baignes situé à l amont du bassin versant de la Seugne capte, à 468 m de profondeur, la nappe profonde captive du Turonien sous une épaisse couverture marno-calcaire débutant en surface au Campanien (Illustration 81). - Le piézomètre de Pommiers localisé sur la partie amont du bassin versant de la Seugne présente un contexte assez similaire au piézomètre de Baignes. Il capte également la nappe captive du Turonien à environ 228 m de profondeur (Illustration 82). - Le piézomètre de Biron situé dans la partie aval du bassin versant de la Seugne, capte la nappe captive du Turonien à environ 2 m de profondeur sous couverture de formations calcaréo-marneuse du Coniacien au Campanien (Illustration 83). BRGM/RP-6156-FR 85

86 H (m NGF) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Ce secteur présente des calages moyens du fait notamment d un manque de données de prélèvements, en particulier autour du piézomètre de Baignes et sur le piézomètre de Pommiers. Ce dernier semble être soumis à prélèvements sans que nous n ayons pu trouver au sein des données de l Agence et de la DDTM 17 une quelconque information sur ces prélèvements. Ainsi, les périodes hors pompages (hautes eaux) sont correctement simulés (courbe bleue). Afin de pallier à ce manque d information, un rabattement a été ajouté au niveau de la maille selon l expression suivante [SAUTY J.P. (1973)] : [ ( ) ] ( Équation 1) Avec : COR : Q : r p : a : T : rabattement (m) débit pompé (m 3 /s) rayon du puits (m) côté de la maille (m) transmissivité (m 2 /s) Un débit pompé (Q) a donc été imposé pour se caler au mieux sur la chronique piézométrique (courbe verte). Seul le piézomètre de Biron présente un calage correct, sauf en période d étiage pour les années sèches comme 25 et 23. Néanmoins, les niveaux moyens pour l ensemble de ces piézomètres sont bien restitués. 5 Baignes X28/S Observé Journalier Observé Mensuel Modélisé Mensuel 2 janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 81 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de Baignes 86 BRGM/RP-6156-FR

87 H (m NGF) H (m NGF) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes 55 Pommiers X6/S Observé Journalier Observé Mensuel Modélisé Mensuel Modélisé Mensuel +rabattement supplémentaire 3 janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 82 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de Pommiers Biron - 777X23/S Observé Journalier Observé Mensuel Modélisé Mensuel janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 83 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de Biron Les débits du cours d eau Tout comme la zone de gestion précédente qui intègre l ensemble du bassin versant du Né, ce secteur comprend l intégralité de la surface du bassin versant de la Seugne. Deux de ces affluents principaux, le Trèfle et la Rochette sont également simulés. Une petite partie de la Charente fait également partie de cette zone. La Seugne circule sur des formations géologiques variées. L amont de son bassin versant se localise sur les formations tertiaires et santo-campaniennes où le réseau hydrographique est BRGM/RP-6156-FR 87

88 Débit en m 3 /s Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes relativement dense. Elle traverse ensuite l anticlinal de Jonzac et coule sur les formations du Turonien-Coniacien karstique et du Cénomanien. Le réseau hydrographique y est beaucoup moins dense traduisant l importance des écoulements souterrains. Les nappes alimentent la Seugne de façon significative sur ce secteur. Jusqu à sa confluence avec la Charente, la Seugne s écoule alors de nouveaux sur les formations du Santonien-Campanien pauvres en ressources souterraines. Deux stations de suivi hydrométriques permettent de suivre les débits de la Seugne, celles de St-Germain-de-Lusignan (données à partir de 28) (Illustration 84) et de St-Seurin-de-Palenne (la Lijardière) (Illustration 85). Par ailleurs, une station fictive permettant de suivre les débits avals de la Seugne a été introduite avant sa confluence avec la Charente dans le modèle. Le graphe des débits à Saint-Seurin de Palenne montre une corrélation convenable entre le modèle et les valeurs observées pour la période d étiage. Les grands pics en période hivernale et les valeurs de débits en période d étiage sont assez proches de la réalité (,5 à 1,5 m 3 /s). A l aval, les débits sur la Seugne serait de l ordre de 5 m 3 /s en étiage La Seugne Débits observés - station de St-Germain de Lusignan Débits Simulés - Saint Germain de Lusignan janv.- déc.- déc.-1 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 84 : Chroniques de débits simulés et observés sur la Seugne à Saint-Germain-de-Lusignan 88 BRGM/RP-6156-FR

89 janv.- juil.- janv.-1 juil.-1 janv.-2 juil.-2 janv.-3 juil.-3 janv.-4 juil.-4 janv.-5 juil.-5 janv.-6 juil.-6 janv.-7 juil.-7 janv.-8 juil.-8 Volume en m 3 par mois Débit en m 3 /s Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes La Seugne Débits observés - station de St-Seurin-de-Palenne Débits Simulés - St-Seurin-de-Palenne Débits Simulés - point fictif aval janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 85 : Chroniques de débits simulés et observés sur la Seugne à Saint-Seurin-de-Palenneet sur le point fictif à l aval Bilan global de la zone Contrairement à la zone précédente le «déstockage» des nappes ne diminue pas progressivement en période de printemps puis d étiage et est assez variable d une année sur l autre (Illustration 86) Bilan Global - La Seugne Infiltration Stockage/Déstockage Global echange nappe/rivière Prélèvements Illustration 86 : Bilan global de la zone Seugne (valeurs mensuelles) BRGM/RP-6156-FR 89

90 janv.- juil.- janv.-1 juil.-1 janv.-2 juil.-2 janv.-3 juil.-3 janv.-4 juil.-4 janv.-5 juil.-5 janv.-6 juil.-6 janv.-7 juil.-7 janv.-8 juil.-8 Volume en m 3 par mois Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Echanges nappe/rivière Bien que globalement, sur la zone de gestion, les cours d eau drainent les nappes, dans certains secteurs les cours d eau les alimentent (Illustration 87). C est le cas en particulier à l aval du Trèfle ou les débits simulés diminuent fortement en octobre 25 (Illustration 88) de plus de 5 l/s à moins de 1 l/s. Après la confluence du Trèfle et de la Rochette avec la Seudre le débit augmente sans véritables zones de perte. Au regard de la piézométrie du Turonien en 25 simulé par le modèle, l ensemble des écoulements semble converger vers la Seugne et la Charente, si ce n est dans le secteur à l ouest de la Rochette ou l écoulement de la nappe est dirigé vers le sud-ouest et le bassin de la Seudre. Selon cette piézométrie de la nappe du Turonien, le bassin de la Seugne serait donc «amputé» d une petite partie de sa surface au sud-ouest, mais en revanche recevrait des eaux du bassin du Né. Avec un débit d étiage de l ordre du m 3 /s à l aval, la Seugne contraste fortement avec le bassin du Né dont les débits aval sont faibles voire nuls. Pourtant le bassin versant de ce dernier présente une superficie qui n'est inférieure que de l ordre du tiers comparée à celle du bassin de la Seugne. Ceci souligne l importance des apports des nappes «profondes» (Turonien-Coniacien et Cénomanien) pour le bassin de la Seugne. 2.E+7 Echange nappe/rivière - La Seugne 1.E+7.E+ -1.E+7-2.E+7-3.E+7-4.E+7-5.E+7-6.E+7-7.E+7 Nappe vers rivière Rivière vers nappe Bilan Global Illustration 87 : Bilan mensuel des échanges nappes/rivières sur la zone de gestion de la Seugne 9 BRGM/RP-6156-FR

91 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Légende Illustration 88 : Bassin versant de la Seugne : résultats du modèle pour octobre 25 (piézométrie du Turonien) BRGM/RP-6156-FR 91

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93 H (m NGF) H (m NGF) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Résultats des simulations de baisse de prélèvements La réduction ou la suppression des prélèvements agricoles souterrains n a aucun impact significatif sur les piézomètres de Baignes et Biron (Illustrations 89 et 9). 5 Baignes X28/S Calage 3-25% -5% 25-75% Sans Irrigation Sans Prélèvement 2 janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 89 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de Baignes 2 Biron - 777X23/S Calage 6-25% -5% 4-75% Sans Irrigation 2 Sans Prélèvement janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 9 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de Biron Le piézomètre de Pommiers n est impacté que par le pompage proche (voire sur le piézomètre). En effet, sans prise en compte du rabattement supplémentaire lié à ce pompage, la baisse des prélèvements pour l irrigation ou la suppression totale des prélèvements n a aucun effet sur le niveau de ce piézomètre (Illustration 91). A contrario, si on applique une fonction de rabattement on peut constater l effet de cette baisse sur la charge en fonction des pourcentages de diminution de prélèvements (Illustration 92). BRGM/RP-6156-FR 93

94 H (m NGF) H (m NGF) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes 55 Pommiers X6/S Calage -25% -5% 35-75% Sans Irrigation Sans Prélèvement 3 janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 91 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de Pommiers sans calcul du rabattement supplémentaire 55 Pommiers X6/S Calage -25% -5% 35-75% Sans Irrigation Sans Prélèvement 3 janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 92 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de Pommiers avec calcul du rabattement supplémentaire (voir équation p.86) Contrairement aux résultats obtenus pour les piézomètres, la Seugne à Saint-Seurin de Palenne voit son débit diminuer en moyenne de 3 l/s en étiage à cause des prélèvements souterrains dont un peu plus de 2 l/s du fait de l irrigation pour un débit total d environ 1 m 3 /s (sur la période simulée 2-28) (Illustrations 93 à 95). Le gain de débit moyen sans irrigation sur les mois d août et septembre serait de + 18 %. A noter également l inertie du système qui fait que les prélèvements agricoles impactent les débits de la Seugne au cours de la période hivernale. Enfin si l'on prend une année sèche, comme 23, l impact en étiage était d environ 2 l/s d août à octobre. 94 BRGM/RP-6156-FR

95 Débit en m 3 /s Débit en m 3 /s Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Quant aux prélèvements de surface pour l irrigation, ils impactent très peu le débit de la Seugne de l ordre de quelques % du débit d étiage aval (Illustration 96). En résumé, l impact de l irrigation est important sur ce bassin versant en valeur absolue (2 l/s), mais reste modéré en valeur relative au débit d étiage, du fait que ce bassin est bien doté par les apports des eaux souterraines. L étude réalisée à l aide du logiciel Tempo [Bichot F. et al. (28)] donnait un débit quinquennal sec non influencé par les prélèvements agricoles de 1,3 m 3 /s à Saint-Seurin de Palenne, ce qui est à peu près la valeur du débit non influencé pour l étiage 23 (pris comme référence d une année quinquennal sèche) donnée par le modèle. Les approchent convergent donc pour ce bassin versant La Seugne à St Seurin de Palenne Calage -25% -5% -75% Sans Irrigation Sans Prélèvement janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 93 : Impact des prélèvements souterrains sur la Seugne à Saint-Seurin-de-Palenne - chroniques de débits BRGM/RP-6156-FR 95

96 Gain de débit en m 3 /s % de gain de débit Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes La Seugne à St Seurin de Palenne 1% 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1%. janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 % Impact de l'irrigation à Saint-Seurin-de-Palenne (m3/s) Gain de débits en % sans irrigation Illustration 94 : Quantification de l impact des prélèvements agricoles souterrains sur les débits mensuels de la Seugne à Saint-Seurin-de-Palenne 96 BRGM/RP-6156-FR

97 % de gain de débit Gain de débit en m 3 /s Débit en m 3 /s Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes 14 La Seugne à St Seurin de Palenne 12 1 Calage Janv. Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc. -25% -5% -75% Sans Irrigation Sans Prélèvement Janv. Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc. 3% 2% -25% -5% -75% Sans Irrigation Sans Prélèvement 1% % Janv. Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc. Illustration 95 : Quantification de l impact des prélèvements souterrains sur les débits de la Seugne à Saint-Seurin-de-Palenne moyenne mensuelle interranuelle sur la période 2-28 BRGM/RP-6156-FR 97

98 Gain de débit en m 3 /s % de gain de débit Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes La Seugne à St Seurin de Palenne 1% 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1%. janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 % Impact de l'irrigation à Saint-Seurin-de-Palenne (m3/s) Gain de débits en % sans irrigation Illustration 96 : Quantification de l impact des prélèvements agricoles de surface sur les débits mensuels de la Seugne à Sait-Seurin-de-Palenne Charente aval rive droite Calage sur les piézomètres de la zone Sur cette zone du bassin de la Charente, c est la nappe du Cénomanien qui est suivie sur 2 ouvrages : - Situé en rive droite de la Charente et non loin de Saint-Savinien, le piézomètre de Poussard capterait les calcaires et sables du Cénomanien inférieur à moyen, voire de l Infra-Cénomanien à une profondeur de 66 m (Illustration 97). - Localisé dans le bassin versant du Coran, affluent en rive droite de la Charente, le piézomètre de St-Césaire capte la nappe du Cénomanien captive sous plusieurs niveaux marneux à une centaine de mètres de profondeur. Ce piézomètre est fortement impacté par un pompage à proximité (dans le piézomètre?) (Illustration 98). Le piézomètre de Poussard, qui présente de faibles battements annuels, est correctement simulé, que ce soit en hautes ou basses eau. En ce qui concerne le piézomètre de Saint- Césaire, tout comme le piézomètre de Pommiers, les prélèvements à proximité de l ouvrage ou sur l ouvrage lui-même, qui l influencent fortement, n'apparaissent ni dans la base de données de l Agence ni dans celle de la DDTM17. Ainsi, l impact des prélèvements en période d étiage ne peut être restitué par le modèle, c est pourquoi, comme pour le piézomètre de Pommiers, un rabattement supplémentaire a été introduit en imposant un pompage pour caler la chronique observée (voir équation p.86). 98 BRGM/RP-6156-FR

99 H (m NGF) H (m NGF) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes 25 Poussard X16/S Observé Journalier 5 Observé Mensuel Modélisé Mensuel janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 97 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de Poussard 4 Saint-Cesaire X17/F Observé Journalier Observé Mensuel 5 Modélisé Mensuel Modélisé Mensuel +rabattement supplémentaire janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 98 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de Saint-Césaire Les débits du cours d eau Sur cette zone de gestion localisée en rive droite de la Charente, aucun cours d eau se jetant dans la Charente n a été simulé. La Charente a été suivie de 22 à 25 sur la station de Saint-Savinien ; sur le peu de données disponibles le modèle reproduit correctement les débits (Illustration 99). BRGM/RP-6156-FR 99

100 janv.- juil.- janv.-1 juil.-1 janv.-2 juil.-2 janv.-3 juil.-3 janv.-4 juil.-4 janv.-5 juil.-5 janv.-6 juil.-6 janv.-7 juil.-7 janv.-8 juil.-8 Volume en m 3 par mois Débit en m 3 /s Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes La Charente Débits observés - station de St Savinien Débits Simulés - St Savinien janv.- déc.- déc.-1 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 99 : Chroniques de débits simulés et observés sur la Charente à Saint-Savinien Bilan global de la zone Le bilan entre les entrées et les sorties sur cette zone de gestion montre un déstockage en été de l ordre de 2-3 Mm 3 /mois (Illustration 1) Bilan Global - Charente aval - rive droite Infiltration Stockage/Déstockage Global echange nappe/rivière Prélèvements Illustration 1 : Bilan global de la zone Charente aval rive droite (valeurs mensuelles) 1 BRGM/RP-6156-FR

101 janv.- juil.- janv.-1 juil.-1 janv.-2 juil.-2 janv.-3 juil.-3 janv.-4 juil.-4 janv.-5 juil.-5 janv.-6 juil.-6 janv.-7 juil.-7 janv.-8 juil.-8 Volume en m 3 par mois Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Echanges nappe/rivière Sur ce secteur, la nappe vient presque exclusivement alimenter la Charente (Illustration 11), avec des transferts en période d étiage de l ordre de 2 à 2,5 Mm 3 /mois pour cette zone. La piézométrie de la nappe du Turonien en 25 restituée par le modèle indique clairement le drainage de celle-ci par la Charente (Illustration 12). En période d étiage, la contribution des nappes de cette zone au débit de la Charente peut être estimée à environ 8 l/s. 1.E+6 Echange nappe/rivière - Charente aval - rive droite.e+ -1.E+6-2.E+6-3.E+6-4.E+6-5.E+6-6.E+6-7.E+6-8.E+6 Nappe vers rivière Rivière vers nappe Bilan Global Illustration 11 : Bilan mensuel des échanges nappes/rivières sur la zone de gestion Charente aval rive droite BRGM/RP-6156-FR 11

102 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Légende Illustration 12 : Bassin versant aval de la Charente rive droite : résultats du modèle pour octobre 25 (piézométrie du Turonien) Résultats des simulations de baisse de prélèvements La réduction voire la suppression des prélèvements souterrains sur ce secteur montre les impacts suivants sur les piézomètres : - Poussard : sans irrigation, la piézométrie à l étiage pourrait remonter d une cinquantaine de centimètres. L impact est donc ici faible (Illustration 13). 12 BRGM/RP-6156-FR

103 H (m NGF) H (m NGF) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes - Saint-Césaire : sans la prise en compte de l ouvrage de prélèvement situé à proximité de ce piézomètre, les prélèvements pour l irrigation marquent peu les niveaux ; ce sont surtout les prélèvements pour l alimentation en eau potable et industriel qui ressortent et qui impactent les niveaux piézométriques (différence de l ordre de 2 mètres entre niveaux avec et sans ce type de pompage) (Illustration 14). Les résultats des baisses de prélèvements en appliquant un rabattement supplémentaire à proximité du piézomètre sont visibles sur l illustration Poussard X16/S Calage -25% -5% -75% Sans Irrigation Sans Prélèvement janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 13 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de Poussard 4 Saint-Cesaire X17/F Calage -25% 1-5% -75% 5 Sans Irrigation Sans Prélèvement janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 14 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de Saint-Césaire sans calcul du rabattement supplémentaire BRGM/RP-6156-FR 13

104 H (m NGF) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes 4 Saint-Cesaire X17/F Calage -25% 1-5% -75% 5 Sans Irrigation Sans Prélèvement janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 15 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de Saint Césaire avec calcul du rabattement supplémentaire (voir équation p.86) Arnoult Calage sur les piézomètres de la zone Le bassin de l Arnoult est suivi par 3 piézomètres 1 captant le Cénomanien, les 2 autres le Turonien/Coniacien : - Le piézomètre de la Clisse est localisé dans la partie amont de la vallée de l Arnoult à 15 m de la rivière. Il capte les formations cénomaniennes à une profondeur de 126 m (Illustration 16). - Le piézomètre d Agnant est situé sur la crête partageant le bassin de l Arnoult et celui du Marais de Brouage. Avec 59 m de profondeur il capte la nappe du Turonien-Coniacien (Illustration 17). - Le piézomètre de Bridon (puits) remplacé par celui de Sainte-Radegonde (forage) situé à environ 25 m et qui capte le Turonien-Coniacien de la vallée de l Arnoult (Illustrations 18 et 19). Le piézomètre de la Clisse est bien calé jusqu à 25, à partir de cette date l ouvrage a été pompé directement (données sur 25 et 26). En conséquence, le modèle ne retraduit pas correctement la chronique des niveaux du fait que : - le pompage est effectué directement sur l ouvrage alors que dans le modèle le pompage est affecté au centre d une maille d un kilomètre, - les données des Agences de l'eau sont annuelles et donc non ventilées. Le piézomètre d Agnant est quant à lui bien restitué que ce soit en hautes ou basses eaux, même si des décalages temporels entre valeurs simulées et observées lors de la remontée ou 14 BRGM/RP-6156-FR

105 H (m NGF) H (m NGF) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes de la baisse du niveau piézométrique peuvent être constatés (effet du lissage mensuel des données). Quant aux piézomètres de Bridon/Sainte Radegonde, la restitution du pic de recharge 21 (choix que nous avons fait), ne permet pas de retranscrire correctement les cycles sur Sainte- Radegonde. En effet, alors qu ils sont séparés de 25 mètres environ et donc dans la même maille, le battement observé en 21 est de l ordre d une dizaine de mètres alors que sur Sainte-Radegonde et pour les années disposant de chroniques, les amplitudes ne dépassent pas 3 mètres. 3 La Clisse X24/S Observé Journalier Observé Mensuel Modélisé Mensuel janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 16 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de La Clisse Agnant X13/S Observé Journalier Observé mensuel Modélisé Mensuel janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 17 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre d Agnant BRGM/RP-6156-FR 15

106 H (m NGF) H (m NGF) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes 25 2 Bridon X34/P Observé Journalier Observée Mensuel Modélisé mensuel janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 18 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de Bridon 25 Ste-Radegonde X1/PIEZO Observé Journalier Observé Mensuel Modélisé Mensuel janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 19 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de Sainte Radegonde Les débits du cours d eau Cette zone comprend l intégralité du bassin versant de l Arnoult ainsi qu une partie de la Charente et un tronçon du canal de la Seudre à la Charente. L Arnoult s écoule en quasi-totalité sur les formations du Coniacien-Turonien bien que ce cours d eau prenne sa source sur les formations cénomaniennes. 16 BRGM/RP-6156-FR

107 Débit en m 3 /s Débit en m 3 /s Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Aucune station de suivi en service n existe sur ce cours d eau ; une station fictive a donc été intégrée dans le modèle pour suivre les débits aval avant la confluence avec la Charente (Illustration 11). Les débits simulés sont dans les ordres de grandeurs observés sur ce cours d eau au début des années 197 sur la station de Pont-l Abbé-d Arnoult (Illustration 111). A noter que le débit simulé à l étiage est en moyenne de 1 l/s avec des débits pour l année 25 de 5 l/s L'Arnoult Débits Simulés - point fictif aval janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 11 : Chronique de débits simulés sur l Arnoult aval L'Arnoult Débits observés - Pont-l'Abbé-d'Arnoult janv.-7 janv.-71 janv.-72 Illustration 111 : Chronique de débits observés sur l Arnoult de 197 à 1972 BRGM/RP-6156-FR 17

108 janv.- juil.- janv.-1 juil.-1 janv.-2 juil.-2 janv.-3 juil.-3 janv.-4 juil.-4 janv.-5 juil.-5 janv.-6 juil.-6 janv.-7 juil.-7 janv.-8 juil.-8 Volume en m 3 par mois Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Bilan global de la zone Le bilan montre ici l importance des prélèvements qui sont du même ordre de grandeur que le déstockage des nappes en période d étiage (de l ordre de 4 Mm 3 /mois au cours des mois où les prélèvements sont les plus importants) (Illustration 112) Bilan Global - Arnoult Infiltration Stockage/Déstockage Global echange nappe/rivière Prélèvements Illustration 112 : Bilan global de la zone Arnoult rive droite (valeurs mensuelles) Echanges nappe/rivière Le bilan global des échanges nappes/rivières montre l importance de l alimentation de la rivière par la nappe en hiver. On peut constater sur le graphique de l illustration 113 le peu d inertie du système entre nappe et rivière : vidange rapide de la nappe vers la rivière. Par ailleurs, en période sèche et à l étiage, les pertes sur le cours d eau et l alimentation de la rivière par les nappes sont à peu près identiques, ce qui fait que le débit de l Arnoult est alors très faible. 18 BRGM/RP-6156-FR

109 janv.- juil.- janv.-1 juil.-1 janv.-2 juil.-2 janv.-3 juil.-3 janv.-4 juil.-4 janv.-5 juil.-5 janv.-6 juil.-6 janv.-7 juil.-7 janv.-8 juil.-8 Volume en m 3 par mois Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes 2.E+6 Echange nappe/rivière - Arnoult.E+ -2.E+6-4.E+6-6.E+6-8.E+6-1.E+7-1.2E+7 Nappe vers rivière Rivière vers nappe Bilan Global Illustration 113 : Bilan mensuel des échanges nappes/rivières sur la zone de gestion de l Arnoult Sur la carte de l illustration 114, le modèle restitue pour octobre 25 des débits quasiment nuls sur la partie amont de l Arnoult. BRGM/RP-6156-FR 19

110 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Légende Illustration 114 : Bassin versant de l Arnoult : résultats du modèle pour octobre 25 (piézométrie du Turonien) 11 BRGM/RP-6156-FR

111 H (m NGF) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Résultats des simulations de baisse de prélèvements La réduction voire la suppression des prélèvements souterrains sur ce secteur montre, selon les piézomètres, les impacts suivants : - Sur le piézomètre de la Clisse un impact cumulé important des prélèvements agricoles et pour l alimentation en eau potable. Sans irrigation le niveau pourrait remonter de l ordre de +1 m à +1,5 m. Sans prélèvement, le niveau naturel en période d étiage serait de l ordre de +22 à +23 mngf ce qui correspond à la cote de la rivière Arnoult au plus près du piézomètre (Illustration 115). - Le piézomètre d Agnant est très légèrement impacté par les prélèvements agricoles (entre 4 et 5 centimètres selon les années) en basses eaux. Par ailleurs, le niveau restitué par le modèle, autour de 3 mètres NGF suggère un soutien de la nappe à l étiage par le réseau superficiel (canaux du marais de Brouage, Arnoult?) (Illustration 116). - Pour le piézomètre de Ste-Radegonde (ex Bridon), les prélèvements que ce soit pour l irrigation ou l AEP impacte légèrement les niveaux de ce piézomètre (environ 1 mètre). Sans irrigation le niveau pourrait monter d une cinquantaine de centimètres (Illustration 117) La Clisse X24/S Calage -25% -5% -75% Sans Irrigation Sans Prélèvement janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 115 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de la Clisse BRGM/RP-6156-FR 111

112 H (m NGF) H (m NGF) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Agnant X13/S Calage -25% -5% -75% Sans Irrigation Sans Prélèvement janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 116 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre d Agnant 25 Ste-Radegonde X1/PIEZO Calage -25% 5-5% -75% Sans Irrigation Sans Prélèvement janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 117 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de Sainte-Radegonde Le graphe de l illustration 118 montre qu en période d étiage, l impact des prélèvements souterrains sur l Arnoult est conséquent. Ainsi, au cours de la période de basses eaux, les prélèvements agricoles auraient amputé le débit d environ 25 l/s sur la période simulée (Illustrations 119 et 12). L arrêt des prélèvements pour l irrigation permettrait un gain de débit moyen sur cette période de +11 % (soit un doublement de débit) (Illustration 12). Le gain serait de l ordre de +17 % avec l arrêt total des prélèvements. Par ailleurs, ces prélèvements estivaux impactent le débit hivernal (inertie du système), mais de façon moindre (en relatif) du fait des débits plus importants de ce cours d eau en hiver. 112 BRGM/RP-6156-FR

113 Débit en m 3 /s Débit en m 3 /s Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Les prélèvements de surface impactent également le débit de l Arnoult mais dans une moindre mesure par rapport aux prélèvements souterrains. Par ailleurs, l impact de ces pompages en cours d eau a diminué entre 2 et 28, passant de plus de 6 l/s sur les premières années de simulations à moins de 4 l/s pour 27 et 28 (Illustration 121) Arnoult - station fictive aval Calage -25% -5% -75% Sans Irrigation Sans Prélèvement janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 118 : Impact des prélèvements souterrains sur l Arnoult - station fictive aval - chroniques de débits BRGM/RP-6156-FR 113

114 Gain de débit en m 3 /s % de gain de débit Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Arnoult - station fictive aval 1% 9% 8% 7% 6% janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 5% 4% 3% 2% 1% % Impact de l'irrigation sur l'arnoult (m3/s) Gain de débits en % sans irrigation Illustration 119 : Quantification de l impact des prélèvements agricoles souterrains sur les débits mensuels de l Arnoult station fictive aval 114 BRGM/RP-6156-FR

115 % de gain de débit Gain de débit en m 3 /s Débit en m 3 /s Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Arnoult - station fictive aval Calage Janv. Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc. -25% -5% -75% Sans Irrigation Sans Prélèvement Janv. Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc. 25% 2% 15% -25% -5% -75% Sans Irrigation Sans Prélèvement 1% 5% % Janv. Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc. Illustration 12 : Quantification de l impact des prélèvements souterrains sur les débits aval de l Arnoult moyenne mensuelle interranuelle sur la période 2-28 BRGM/RP-6156-FR 115

116 Gain de débit en m 3 /s % de gain de débit Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Arnoult - station fictive aval 1% 9% 8% 7% 6% janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 5% 4% 3% 2% 1% % Impact de l'irrigation sur l'arnoult (m3/s) Gain de débits en % sans irrigation Illustration 121 : Quantification de l impact des prélèvements agricoles de surface sur les débits mensuels de l Arnoult station fictive aval 4.3. BASSIN VERSANT DE LA SEUDRE ET DE LA GIRONDE Présentation de la zone Ce bassin versant qui regroupe le bassin de la Seudre, le Marais de Brouage et tous les cours d'eau qui bordent l'estuaire de la Gironde couvre une superficie de 1557 km² (Illustration 122). Il déborde sur le département de la Gironde. D'un point de vue géologique, il correspond à la partie centrale (axe Marais de Brouage Gémozac) et surtout au flanc sud de l'anticlinal de Jonzac. Dans l'axe de cette structure majeure des départements des Charentes, affleurent les terrains les plus anciens. Le Jurassique supérieur affleure au nord du Marais de Brouage à travers son faciès Purbeckien composé de marnes diversement colorées renfermant des lentilles de gypse et des horizons calcaires. Au-dessus de ce substratum jurassique plus ou moins érodé au cours de la période d'émersion du Crétacé inférieur, le Cénomanien (voire localement l'albien) correspond à un important épisode transgressif. La base du Cénomanien est principalement argileuse et sableuse. Il se poursuit par des termes calcaires et se termine par des termes marneux et argileux, sédimentation qui continue au Turonien inférieur. Le Turonien moyen et supérieur et le Coniacien correspondent à une série calcaire, à niveaux bioclastiques et/ou gréseux. Sur le flanc sud de l'anticlinal, le long de l'estuaire (cf. falaise de Meschers par exemple), affleure une puissante série marneuse allant du Santonien au Campanien. Au-dessus, le Campanien supérieur et le Maastrichtien sont plus franchement calcaires. La sédimentation redevient continentale au Tertiaire avec le dépôt de séries sablo-argileuses, de marnes et de calcaires lacustres. Ces formations, appelées globalement "Sidérolithiques" affleurent à l'extrémité sud-est de ce bassin. 116 BRGM/RP-6156-FR

117 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Ce substratum sédimentaire est affecté par de nombreuses failles dont les plus importantes sont parallèles à la structure anticlinale (NO-SE). L'ensemble est recouvert par des sédiments quaternaires : alluvions sableux et graveleux surmontées par les argiles ("Bri") de la transgression flandrienne (environ 1 ans), dunes de sable (La Tremblade). D un point de vue hydrogéologique, à grande profondeur, le Jurassique inférieur (Lias) ou le moyen (Dogger) peuvent renfermer des ressources en eau (celles-ci sont parfois exploitées pour le thermalisme comme à Jonzac et Rochefort). Le Cénomanien (sables et calcaires) et surtout le Turonien-Coniacien constituent les ressources souterraines les plus intéressantes de ce domaine. Ces aquifères viennent à l'affleurement au niveau du cœur de l'anticlinal de Jonzac et sont sous recouvrement sur ses flancs, où ils deviennent captifs. Ils sont très exploités pour l'aep et pour l'agriculture. Ces aquifères principalement karstiques sont vulnérables vis-à-vis des pollutions. Sur le flanc sud de l'anticlinal, la succession marno-calcaire du Santonien-Campanien, globalement imperméable, renferme toutefois dans une frange superficielle (quelques dizaines de mètres de puissance) d'altération et de fissuration, de petites nappes aux caractéristiques hydrodynamiques assez médiocres. La fracturation qui affecte cette série permet aussi des échanges verticaux avec la nappe profonde du Turonien-Coniacien ; c'est en particulier le cas en bordure de l'estuaire et dans l'estuaire où des eaux profondes remontent. A l'extrémité méridionale du bassin, le Campanien supérieur-maastrichtien peut contenir des ressources en eau d'intérêt local. Cet aquifère se développe vers le Sud, en Gironde. Les formations sablo-argileuses du "Sidérolithique" peuvent stocker beaucoup d'eau mais les perméabilités restent faibles. Enfin, dans le Quaternaire, sous le Flandrien des marais d'une part et dans les dunes d'autre part, il existe des nappes exploitées localement. Dans les marais, la nappe sous-flandrienne est en relation étroite et complexe avec les aquifères du Crétacé supérieur sous-jacent. BRGM/RP-6156-FR 117

118 H (m NGF) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Illustration 122 : Zone de gestion du bassin de la Seudre Calage sur les piézomètres de la zone Un seul piézomètre est localisé sur la Zone Seudre, celui de Mortagne qui capte le Coniacien à une cinquantaine de mètres de profondeur. Le modèle permet de restituer correctement la piézométrie au niveau de cet ouvrage (Illustration 123). 3 Mortagne - 734X7/S Observé Journalier 5 Observé Mensuel Modélisé Mensuel janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 123 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de mortagne Les débits des cours d eau La Seudre s écoule sur les deux tiers de sa longueur sur les formations du Coniacien, du Turonien et du Cénomanien de l anticlinal de Jonzac. A l aval, elle circule sur les formations argileuses quaternaires (Bri - Marais de Seudre). La Seudre est suivie sur la station de Saint-André-de-Lidon. Une station fictive permettant le suivi du débit à l aval de ce cours d eau a par ailleurs été intégrée au modèle. Le modèle reconstitue correctement les débits qui transitent à Saint-André-de-Lidon. Les débits d étiage sont faibles et généralement inférieurs à 1 l/s voire proche de l assec en année sèche (Illustration 124). A l aval, les débits restitués par le modèle en été sont compris entre,6 et 1,2 m 3 /s sur la période simulée. 118 BRGM/RP-6156-FR

119 janv.- juil.- janv.-1 juil.-1 janv.-2 juil.-2 janv.-3 juil.-3 janv.-4 juil.-4 janv.-5 juil.-5 janv.-6 juil.-6 janv.-7 juil.-7 janv.-8 juil.-8 Volume en m 3 par mois Débit en m 3 /s Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes La Seudre Débits observés - station de St André de Lidon Débits Simulés - St André de Lidon Débits Simulés - point fictif aval janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 124 : Chroniques de débits simulés et observés sur la Seudre Bilan global de la zone Le graphique du bilan sur la zone montre un déstockage des nappes de l ordre de 1 à 2 Mm 3 /mois (Illustration 125) Bilan Global - La Seudre Infiltration Stockage/Déstockage Global echange nappe/rivière Prélèvements Illustration 125 : Bilan global de la zone Seudre rive droite (valeurs mensuelles) BRGM/RP-6156-FR 119

120 janv.- juil.- janv.-1 juil.-1 janv.-2 juil.-2 janv.-3 juil.-3 janv.-4 juil.-4 janv.-5 juil.-5 janv.-6 juil.-6 janv.-7 juil.-7 janv.-8 juil.-8 Volume en m 3 par mois Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Echanges nappe/rivière D une façon générale la Seudre draine les nappes du Crétacé même si dans certains secteurs ce cours d eau alimente les nappes (Illustration 126). Au regard de la piézométrie du Turonien (25), le modèle reproduit bien les zones de pertes sur la Seudre reconnus dans le secteur du piézomètre de Mortagne (Illustration 127). Il simule également la crête piézométrique de la nappe du Turonien séparant les bassins de la Seudre et de la Gironde. 5.E+6 Echange nappe/rivière - La Seudre.E+ -5.E+6-1.E+7-1.5E+7-2.E+7 Nappe vers rivière Rivière vers nappe Bilan Global Illustration 126 : Bilan mensuel des échanges nappes/rivières sur la zone de gestion de la Seudre En effet, la Seudre peut être divisée en une petite partie amont et une partie aval qui présentent des fonctionnements différents et à présent assez bien connus. Dans la partie amont, audessus de Virollet, le cours de la Seudre est en général sec en été. De nombreux gouffres dans le cours ainsi que les traçages réalisés montrent l existence de pertes et le court-circuitage du cours amont avec des eaux qui rejoignent la Gironde. On retrouve en effet les traceurs sur plusieurs sources, en particulier sur les Fontaines bleues à Saint-Dizan-du-Gua. La piézométrie établie par le modèle (Illustration 127) montre ce fonctionnement de la nappe du Turonien- Coniacien du printemps à l automne : circulation des eaux souterraines globalement d est en ouest vers l estuaire. En hiver, le fonctionnement est généralement différent, excepté au cours des hivers secs, avec l existence d une crête piézométrique entre la Seudre amont et la Gironde vers le piézomètre de Mortagne (Illustration 128). A l aval de Virollet, la Seudre recommence à s écouler en été, principalement alimentée par des arrivées d eau de la nappe du Cénomanien. En été, on peut même constater dans le secteur de Virollet, une inversion de la circulation de la Seudre avec des eaux qui se dirigent vers les zones de pertes (dans le Coniacien). A l aval de Virollet, la Seudre gagne progressivement du débit, avec toutefois des débits faibles à Saint-André et des débits d étiage à l aval qui atteindraient selon le modèle 1 m 3 /s. Toutefois, cette partie aval peut être soumise à l influence de la mer. 12 BRGM/RP-6156-FR

121 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Légende Illustration 127 : Bassin versant de la Seudre : résultats du modèle pour octobre 25 (piézométrie du Turonien) BRGM/RP-6156-FR 121

122 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Légende Illustration 128 : Bassin versant de la Seudre : résultats du modèle pour avril 21 (piézométrie du Turonien) 122 BRGM/RP-6156-FR

123 H (m NGF) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Résultats des simulations de baisse de prélèvements Sur le piézomètre de Mortagne, seul ouvrage suivi sur cette zone de gestion, l impact des prélèvements souterrains pour l agriculture est faible (une cinquantaine de centimètre) au regard des résultats présentés sur l illustration 129 et des battements annuels de ce piézomètre (~ 2 mètres) Mortagne - 734X7/S Calage -25% -5% -75% Sans Irrigation Sans Prélèvement janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 129 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de Mortagne Les prélèvements agricoles souterrains sur cette zone impactent fortement le débit à l amont de Saint-André-de-Lidon. Ainsi en période d étiage cela représente une cinquantaine de litres par seconde (Illustrations 13 à 132). Sans ces prélèvements, le gain de débit pour le mois de septembre serait en moyenne de plus de 1% (doublement du débit) et aurait pu permettre d éviter les assecs (22). Par ailleurs, du fait de l inertie du système, l impact des prélèvements estivaux se retrouve sur la période hivernale. Ainsi, si l impact des prélèvements agricoles est de l ordre de 5 l/s en été il est de plus de 1 l/s en période hivernale. Néanmoins, cet impact reste minime par rapport au débit de la Seudre en hiver (2 m 3 /s en moyenne). En ce qui concerne les prélèvements de surface ces derniers sont minimes et n impacteraient donc pas le débit à Saint-André-de-Lidon (Illustration 133). BRGM/RP-6156-FR 123

124 Gain de débit en m 3 /s % de gain de débit Débit en m 3 /s Débit en m 3 /s Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes La Seudre à St Andre de Lidon Calage -25% -5% -75% Sans Irrigation Sans Prélèvement janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 13 : Impact des prélèvements souterrains sur la Seudre à Saint-André-de-Lidon - chroniques de débits.9.8 La Seudre à St-André-de-Lidon 1% 9% janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Impact de l'irrigation à Saint-André-de-Lidon (m3/s) Gain de débits en % sans irrigation 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% % Illustration 131 : Quantification de l impact des prélèvements agricoles souterrains sur les débits mensuels de la Seudre à Saint-André-de-Lidon 124 BRGM/RP-6156-FR

125 % de gain de débit Gain de débit en m 3 /s Débit en m 3 /s Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes 2.5 La Seudre à St Andre de Lidon Calage Janv. Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc. -25% -5% -75% Sans Irrigation Sans Prélèvement.5 Janv. Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc. 25% 2% 15% -25% -5% -75% Sans Irrigation Sans Prélèvement 1% 5% % Janv. Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc. Illustration 132 : Quantification de l impact des prélèvements souterrains sur les débits de la Seudre à Saint-André-de-Lidon moyenne mensuelle interranuelle sur la période 2-28 BRGM/RP-6156-FR 125

126 Gain de débit en m 3 /s % de gain de débit Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes.9.8 La Seudre à St-André-de-Lidon 1% 9% janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Impact de l'irrigation à Saint-André-de-Lidon (m3/s) Gain de débits en % sans irrigation 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% % Illustration 133 : Quantification de l impact des prélèvements agricoles de surface sur les débits mensuels de la Seudre à Saint-André-de-Lidon 4.4. BASSIN VERSANT DE LA DORDOGNE Présentation de la zone L appellation "Dordogne" regroupe ici les bassins versants des rivières du Sud-Charente qui se jettent dans la Dordogne. Ce domaine comprend les cours d'eau en rive droite de la Dronne, la Nizonne, la Lizonne, la Tude, l'auzonne, la Beuronne, le Palais, le Lary, la Saye (Illustration 134) D'un point de vue géologique, ce vaste ensemble est très hétérogène. Les terrains les plus anciens sont rencontrés dans la partie nord (Nizonne/Lizonne, Ronsenac) avec des affleurements de Coniacien formés de calcaires, de calcaires bioclastiques et/ou gréseux. Dans cette partie septentrionale de ce bassin versant, les reliefs sont coiffés par du Santonien ou Campanien marneux, et par des altérites. La partie médiane, constituée principalement par la vallée de la Tude, correspond à des affleurements de terrains marno-calcaires du Santonien au Campanien, rappelant la configuration du bassin du Né. Les reliefs sont coiffés par des sables, des argiles voire des calcaires lacustres du Tertiaire. Enfin, dans la partie sud, les rivières (Palais, Lary, Saye ) s'écoulent principalement sur des formations du Tertiaire, communément appelées "Sidérolithiques", constituant le cœur du synclinal de Saintes et la retombée sud de l'anticlinal de Jonzac. Du point de vue hydrogéologique, à grande profondeur, le Jurassique peut contenir des ressources plus ou moins reconnues par des forages pétroliers. Il s'agit principalement du Lias et de l'infra-lias, exploité pour le thermalisme à Jonzac. Ces ressources sont chaudes et fortement minéralisées. Le Jurassique moyen (Dogger) et supérieur n'ont, quant à eux, pas été reconnus dans ce secteur. Le Cénomanien, calcaire et gréseux, serait exploité par quelques 126 BRGM/RP-6156-FR

127 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes forages, mais il reste peu connu. C'est l'aquifère du Turonien-Coniacien qui constitue le réservoir principal dans cette partie sud des départements des Charentes. Cet aquifère s'est développé dans les calcaires du Turonien moyen-supérieur et du Coniacien. Ces formations sont fissurées et ont subi une karstification qui peut être importante. La porosité matricielle, liée à la dissolution des bioclastes, peut y être aussi très développée. Son mur est formé par les marnes du Turonien inférieur/cénomanien supérieur. Le toit est constitué par les formations calcaréo-marneuses du Santonien. Dans la partie nord, le Coniacien est affleurant et sa nappe vient alimenter les cours d'eau à travers des sources au débit soutenu, comme celles de Ronsenac. Ce substratum coniacien est karstifié et le réseau hydrographique y est peu dense. L'aquifère Turonien-Coniacien correspond là à un multicouche, avec une nappe coniacienne qui apparaît bien individualisée, peu profonde et vulnérable. Les formations marno-calcaires du Santonien-Campanien ou les altérites qui coiffent les reliefs peuvent contenir de petites nappes perchées qui contribuent à l'alimentation des aquifères plus profonds. Dans la partie médiane, rive droite de la Dronne et bassin de la Tude, les cours d'eau circulent sur des formations marno-calcaires peu perméables dans lesquelles se développent, dans une frange superficielle d'altération (nombreux puits peu profonds), des nappes aux caractéristiques hydrogéologiques médiocres en relation étroite avec les rivières. Ce domaine peut être découpé comme suit en sous-bassins de l amont vers l aval : - Larry/Palais (66 km²) - Tude/Lizonne (662 km²) Lary/Palais Tude/Lizonne Illustration 134 : Zone de gestion du bassin de la Dordogne BRGM/RP-6156-FR 127

128 H (m NGF) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Tude/Lizonne Calage sur les piézomètres de la zone 3 piézomètres sont présents sur cette zone et suivent tous la nappe du Turonien-Coniacien : - Le piézomètre de Juillaguet situé sur la crête topographique entre les bassins versant du Né et de la Tude. Avec une profondeur de 155 m il capte la nappe du Turonien- Coniacien sous un recouvrement calcaréo-marneux de Santonien (Illustration 135). - Le piézomètre de l Epaud a une profondeur de 36 mètres (Illustration 136). - Le piézomètre de Saint Laurent de Belzagot d une profondeur de 427 mètres est situé au centre du secteur, à proximité de la Tude (Illustration 137). Bien que le modèle reproduise de façon correcte le niveau moyen des piézomètres le calage précis des amplitudes sur les cycles recharge/vidange des nappes n est pas reproduit parfaitement. Comme les piézomètres de Pommiers et de Saint-Césaire, le piézomètre de Saint-Laurent-de-Belzagot est fortement impacté par un pompage pour l irrigation situé dans l ouvrage que le modèle ne peut reproduire. Pour pallier ce problème, un rabattement supplémentaire a été ajouté au niveau de l ouvrage de pompage selon l équation p. 86, mais contrairement aux deux piézomètres précédents présentant la même problématique les volumes pompés sont ici connus. Ce secteur bénéficie aussi de l existence de plusieurs forages suivis par l association des irrigants du Turonien. Ces points ont servi à préciser le calage. 14 Juillaguet X27/F Observé Journalier 9 Observé Mensuel Modélisé Mensuel 8 janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 135 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de Juillaguet 128 BRGM/RP-6156-FR

129 H (m NGF) H (m NGF) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes 95 Epaud X543/F Observé Journalier 65 Observé Mensuel Modélisé Mensuel 6 janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 136 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de l Epaud 9 St-Laurent de Belzagot X2/F Observé Journalier 4 Observé Mensuel Modélisé Mensuel Modélisé Mensuel +rabattement supplémentaire 3 janv.- déc.- déc.-1 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 137 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de Saint-Laurent-de-Belzagot BRGM/RP-6156-FR 129

130 Débit en m 3 /s Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Les débits des cours d eau Trois cours d eau sont simulés sur cette zone : - La Tude avec l intégralité de son bassin versant. Ce cours d eau circule sur les formations campaniennes dont les aquifères peu développés et superficiels ne permettent pas le soutien efficient des cours d eau en période d étiage. - La Lizonne, qui sépare le département de la Charente de celui de la Dordogne, correspond à la limite du modèle. En amont, ce cours d eau prend sa source et circule sur les formations karstifiées du Turonien et du Coniacien ce qui garantit à la Lizonne un certain débit. Elle s écoule ensuite sur les formations campaniennes pour rejoindre la Dronne. - Un tronçon de la Dronne dans laquelle les deux cours cités ci-dessus se jettent et qui correspond également à une partie de la limite départementale entre Charente et Dordogne et à la limite sud-est du modèle. En ce qui concerne les débits des cours d eau, la Tude dispose d une station d observation à Médillac pour laquelle le modèle restitue bien les débits (pics et étiages) (Illustration 138). 25 La Tude 2 Débits observés - Station de Médillac Débits Simulés - Médillac janv.- déc.- déc.-1 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 138 : Chroniques de débits simulés et observés sur la Tude Bilan global de la zone Le bilan global sur cette zone fait apparaitre un déstockage des nappes autour de 5 Mm 3 /mois en moyenne au cours de la période printemps-été (Illustration 139). 13 BRGM/RP-6156-FR

131 janv.- juil.- janv.-1 juil.-1 janv.-2 juil.-2 janv.-3 juil.-3 janv.-4 juil.-4 janv.-5 juil.-5 janv.-6 juil.-6 janv.-7 juil.-7 janv.-8 juil.-8 Volume en m 3 par mois Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Bilan Global - Tude-Lizonne Infiltration Stockage/Déstockage Global echange nappe/rivière Prélèvements Illustration 139 : Bilan global de la zone Tude/Lizonne rive droite (valeurs mensuelles) Echanges nappe/rivière Le bilan concernant les échanges nappes-rivières montrent clairement l importance des apports des nappes vers la rivière sur la zone de gestion (Illustrations 14 et 141). Le bilan des échanges sur le bassin de la Tude est présenté sur l Illustration 141. En ce qui concerne ce cours d eau, sur l année 25, le modèle montre des débits très faibles à nuls sur la quasi-totalité de sa longueur (Illustration 142). BRGM/RP-6156-FR 131

132 janv.- juil.- janv.-1 juil.-1 janv.-2 juil.-2 janv.-3 juil.-3 janv.-4 juil.-4 janv.-5 juil.-5 janv.-6 juil.-6 janv.-7 juil.-7 janv.-8 juil.-8 Volume en m 3 par mois janv.- juil.- janv.-1 juil.-1 janv.-2 juil.-2 janv.-3 juil.-3 janv.-4 juil.-4 janv.-5 juil.-5 janv.-6 juil.-6 janv.-7 juil.-7 janv.-8 juil.-8 Volume en m 3 par mois Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes 5.E+6 Echange nappe/rivière - Tude-Lizonne.E+ -5.E+6-1.E+7-1.5E+7-2.E+7-2.5E+7 Nappe vers rivière Rivière vers nappe Bilan Global Illustration 14 : Bilan mensuel des échanges nappes/rivières sur la zone de gestion Tude-Lizonne 2.E+6 Echange nappe/rivière - Bassin de la Tude.E+ -2.E+6-4.E+6-6.E+6-8.E+6-1.E+7-1.2E+7 Nappe vers rivière Rivière vers nappe Bilan Global Illustration 141 : Bilan mensuel des échanges nappes/rivières sur le bassin de la Tude 132 BRGM/RP-6156-FR

133 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Légende Illustration 142 : Bassin versant de la Dordogne - Tude-Lizonne : résultats du modèle pour octobre 25 (piézométrie du Turonien) BRGM/RP-6156-FR 133

134 H (m NGF) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Résultats des simulations de baisse de prélèvements En ce qui concerne les piézomètres, les résultats des simulations conduisent au constat suivant : - Sur Juillaguet, l impact des prélèvements agricoles est assez important (Illustration 143) et réparti tout au long de l année du fait de l inertie du système dans le secteur de ce piézomètre. Ainsi, l irrigation impacte le niveau d environ 6 mètres en période d étiage et de l ordre de 2 à 4 mètres hors période de prélèvement. Il n y a pas d impact significatif de l alimentation en eau potable ou des prélèvements industriels. A noter que le battement annuel naturel de ce piézomètre (simulations sans prélèvement) est de l ordre de 1 à 15 mètres. - Plus au sud, le piézomètre de l Epaud apparaît moins impacté par les prélèvements selon le modèle (et les données disponibles de prélèvements sur le département de la Charente) (Illustration 144). Sans irrigation le niveau pourrait remonter de l ordre de 1 à 2 mètres en période d étiage ; le battement annuel sur cet ouvrage est de 5 à 1 mètres selon les années. - Le piézomètre de Saint-Laurent-de-Belzagot est le plus impacté des piézomètres de la zone du fait d un pompage (Illustration 145) dont l impact est en général d un peu plus d une dizaine de mètres. 14 Juillaguet X27/F Calage 1-25% -5% 9-75% Sans Irrigation Sans Prélèvement 8 janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 143 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de Juillaguet 134 BRGM/RP-6156-FR

135 H (m NGF) H (m NGF) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes 95 Epaud X543/F Calage -25% 7-5% -75% 65 Sans Irrigation Sans Prélèvement 6 janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 144 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de l Epaud St-Laurent de Belzagot X2/F Calage -25% -5% -75% Sans Irrigation Sans Prélèvement janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 145 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de Saint-Laurent-de-Belzagot En ce qui concerne la Tude à Médillac, les prélèvements souterrains agricoles ont peu d impact sur le débit (illustrations 146 à 148). En période d étiage, cela représente une dizaine à une vingtaine de litres par seconde, soit, si l irrigation était arrêtée, un gain de débit de 7 à 8 %. Les prélèvements de surface n impactent pas (ou très peu) le débit de la Tude à Médillac (Illustration 149). BRGM/RP-6156-FR 135

136 Gain de débit en m 3 /s % de gain de débit Débit en m 3 /s Débit en m 3 /s Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes La Tude à Médillac Calage -25% -5% -75% Sans Irrigation Sans Prélèvement 1 5 janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 146 : Impact des prélèvements souterrains sur la Tude à Médillac chroniques de débits.... La Tude à Médillac 1% 9% 8% 7% 6%..... janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 5% 4% 3% 2% 1% % Impact de l'irrigation à Médillac (m3/s) Gain de débits en % sans irrigation Illustration 147 : Quantification de l impact des prélèvements agricoles souterrains sur les débits mensuels de la Tude à Médillac 136 BRGM/RP-6156-FR

137 % de gain de débit Gain de débit en m 3 /s Débit en m 3 /s Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes La Tude à Médillac Calage Janv. Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc. -25% -5% -75% Sans Irrigation Sans Prélèvement Janv. Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc. 5% 4% 3% -25% -5% -75% Sans Irrigation Sans Prélèvement 2% 1% % Janv. Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc. Illustration 148 : Quantification de l impact des prélèvements souterrains sur les débits de la Tude à Médillac moyenne mensuelle interranuelle sur la période 2-28 BRGM/RP-6156-FR 137

138 H (m NGF) Gain de débit en m 3 /s % de gain de débit Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes La Tude à Médillac 1% 9% 8% 7% % 5% 4% 3% 2% 1%. janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Impact de l'irrigation à Médillac(m3/s) Gain de débits en % sans irrigation % Illustration 149 : Quantification de l impact des prélèvements agricoles de surface sur les débits mensuels de la Tude à Médillac Lary/Palais Calage sur les piézomètres de la zone Un seul piézomètre est situé sur ce secteur, celui de Laclotte d une profondeur de 15 mètres qui capte le Santonien-Campanien du sud Charente (Illustration 15). La piézométrie restituée est en adéquation avec les mesures observées. 3 Laclotte - 783X55/S Observé Journalier Observé Mensuel Modélisé Mensuel 5 janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 15 : Comparaison de la chronique piézométrique calculée par le modèle avec la chronique piézométrique observée piézomètre de Laclotte 138 BRGM/RP-6156-FR

139 Débit en m 3 /s Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Les débits des cours d eau Le modèle simule sur ce secteur le Lary et son principal affluent le Palais. Ces cours d eau circulent en grande partie sur les formations tertiaires sablo-argileuses. Du fait de l absence de station de suivi des débits sur le Lary, une station fictive a été ajoutée à l aval du Lary en bordure de limite du modèle, dont les résultats sont visibles sur l illustration 151. En étiage, le débit calculé par le modèle varie entre 5 l/s à 15 l/s selon les années simulées. 25 Le Lary 2 Débits Simulés - point aval fictif janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Bilan global de la zone Illustration 151 : Chronique de débits simulés sur le Lary Comme pour les autres zones, le bilan calculé ici par le modèle fait apparaître une recharge hivernale importante avec un stockage en nappe au cours de la même période (Illustration 152). Le déstockage sur la période printemps-été est de l ordre de 6-7 Mm 3. BRGM/RP-6156-FR 139

140 janv.- juil.- janv.-1 juil.-1 janv.-2 juil.-2 janv.-3 juil.-3 janv.-4 juil.-4 janv.-5 juil.-5 janv.-6 juil.-6 janv.-7 juil.-7 janv.-8 juil.-8 Volume en m 3 par mois Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Bilan Global - Lary-Palais Infiltration Stockage/Déstockage Global echange nappe/rivière Prélèvements Illustration 152 : Bilan global de la zone Lary/Palais rive droite (valeurs mensuelles) Echanges nappe/rivière Sur cette zone, les apports des nappes vers les cours d eau sont majoritaires bien que sur certains secteurs des apports de la rivière vers la nappe soient restitués par le modèle (Illustration 153). Ces pertes se constatent au niveau du modèle sur la partie amont du Lary où les débits du cours d eau augmentent puis diminuent sur les formations du Campanien. Ces pertes des rivières vers les nappes semblent liées à l existence de cette «fenêtre» d affleurement des formations du Crétacé supérieur (Illustration 154). A noter que ces résultats n ont pas été vérifiés sur le terrain et qu ils sont issus du modèle dans une zone pauvre en données. 14 BRGM/RP-6156-FR

141 janv.- juil.- janv.-1 juil.-1 janv.-2 juil.-2 janv.-3 juil.-3 janv.-4 juil.-4 janv.-5 juil.-5 janv.-6 juil.-6 janv.-7 juil.-7 janv.-8 juil.-8 Volume en m 3 par mois Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes 6.E+6 Echange nappe/rivière - Lary-Palais 4.E+6 2.E+6.E+ -2.E+6-4.E+6-6.E+6-8.E+6-1.E+7 Nappe vers rivière Rivière vers nappe Bilan Global Illustration 153 : Bilan mensuel des échanges nappes/rivières sur la zone de gestion du Lary-Palais BRGM/RP-6156-FR 141

142 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Légende Illustration 154 : Bassin versant de la Dordogne - Lary/Palais : résultats du modèle pour octobre 25 (piézométrie du Turonien) 142 BRGM/RP-6156-FR

143 H (m NGF) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Résultats des simulations de baisse de prélèvements Sur le seul piézomètre de la zone de gestion Lary/Palais (Laclotte), aucun impact lié aux prélèvements souterrains n est constaté (dans les conditions de simulation : exhaustivité des prélèvements souterrains dans le département de la Charente?) (Illustration 155). En ce qui concerne le débit du Lary, les seuls impacts constatés sont liés aux prélèvements souterrains pour l alimentation en eau potable ou l industrie. Aucun impact n est le fait des prélèvements souterrains pour l agriculture (Illustrations 156 à 158). Les prélèvements de surface pour l irrigation impactent peu les débits du Lary (moins de 1 l/s). En effet, l arrêt de ces pompages n apporterait qu un gain de débit de l ordre de 5% à 8% dans le cours d eau (Illustration 159) Laclotte - 783X55/S Calage -25% -5% -75% Sans Irrigation Sans Prélèvement janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 155 : Impact des prélèvements souterrains sur le piézomètre de Laclotte BRGM/RP-6156-FR 143

144 Gain de débit en m 3 /s % de gain de débit Débit en m 3 /s Débit en m 3 /s Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Le Lary - station fictive aval Calage -25% -5% -75% Sans Irrigation Sans Prélèvement 1 5 janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Illustration 156 : Impact des prélèvements souterrains sur le Lary - station fictive aval - chroniques de débits Le Lary - station fictive aval 1% 9% 8% 7% janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Impact de l'irrigation (m3/s) Gain de débits en % sans irrigation 6% 5% 4% 3% 2% 1% % Illustration 157 : Quantification de l impact des prélèvements agricoles souterrains sur les débits mensuels du Lary station fictive aval 144 BRGM/RP-6156-FR

145 % de gain de débit Gain de débit en m 3 /s Débit en m3/s Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes 6 Le Lary - station fictive aval 5 4 Calage Janv. Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc. -25% -5% -75% Sans Irrigation Sans Prélèvement 5% 4% 3% Janv. Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc. -25% -5% -75% Sans Irrigation Sans Prélèvement 2% 1% % Janv. Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc. Illustration 158 : Quantification de l impact des prélèvements souterrains sur les débits aval du Lary moyenne mensuelle interranuelle sur la période 2-28 BRGM/RP-6156-FR 145

146 Gain de débit en m 3 /s % de gain de débit Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Le Lary - station fictive aval 1% 9% 8% 7% janv.- janv.-1 janv.-2 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 6% 5% 4% 3% 2% 1% % Impact de l'irrigation (m3/s) Gain de débits en % sans irrigation Illustration 159 : Quantification de l impact des prélèvements agricoles de surface sur les débits mensuels du Lary station fictive aval 4.5. LES NAPPES PROFONDES Afin de restituer l impact de l irrigation sur les nappes profondes du Turonien-Coniacien et du Cénomanien, 2 séries de cartes piézométriques ont été établies pour présenter des périodes caractéristiques. Ainsi, des cartes piézométriques ont été réalisées pour le Turonien et le Cénomanien avec et sans prélèvements agricoles pour les pas de temps suivants : septembre 23 (année proche d une quinquennale sèche), septembre 25 ((années très sèche) et mars 26 (année climatique moyenne) (Illustrations 16 à 165). Une autre série de cartographies présente la différence de piézométrie avec et sans prélèvement agricoles pour le Turonien pour les années 21 (année très humide), 22 (année sèche au printemps), 23 (année proche d une quinquennale sèche), 25 (années très sèche), 26 et 28 (année climatique moyenne) pour mars (période de hautes eaux), juin (fin de printemps) et septembre (étiage) (Illustrations 166 et 171) et pour le Cénomanien en 26 (Illustration 172). L impact de l irrigation sur les piézomètres profonds est traité par zone dans les chapitres précédents. A noter qu au regard du très faible suivi des nappes profondes et en particulier du Cénomanien qui est quasi inexistant, le calage dans ces secteurs est très approximatif et correspond seulement à l intégration dans le modèle de paramètres moyens. Ainsi, hors zones couvertes pas des piézomètres de suivi il convient d'être prudent dans l analyse des données issues du modèle. 146 BRGM/RP-6156-FR

147 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Turonien profond Pour cette nappe, les impacts liés aux prélèvements agricoles sont prépondérants dans les zones d affleurements. Dans les zones plus profondes, au sud d Angoulême, l impact des prélèvements est de l ordre de -,5 à -2 mètres. Il en est de même au sud-ouest de l anticlinal de Jonzac, en particulier au cours des années sèches (23 et 25) (Illustrations 168 et 169). En hiver, l inertie du système fait que les nappes présentent toujours des dépressions dans certains secteurs, impact différé des prélèvements de la période estivale précédente (cartographies de mars exemple : Illustration 171). Si l on regarde plus précisément par secteur et pour une année de référence plutôt sèche comme 23 (Illustration 168), on peut constater : Au Sud d Angoulême, le modèle reproduit bien l impact connu des prélèvements et le déplacement annuel de la crête piézométrique. Selon le modèle, il n y a pas de baisse régulière de la piézométrie dans ce secteur, ni de déplacement vers le sud de la crête piézométrique d une année sur l autre, comme l avait déjà montré les différentes études d Hydro Invest dans les années 9 et plus récemment du BRGM [Thinon-Larminach et al. (25)]). L impact de l irrigation est en revanche important dans les zones où la nappe du Turonien est libre ou faiblement captive, au nord de la crête piézométrique, avec des impacts locaux de plusieurs mètres sur le niveau piézométrique moyen (cf. l analyse des chapitres précédents pour les bassins versants rive gauche de la Charente au Sud d Angoulême) La pointe nord-ouest de la nappe du Turonien, entre Saintes et Rochefort, présente des impacts piézométriques forts de l irrigation, comme déjà noté dans le chapitre concernant le bassin de l Arnoult. Dans les parties captives, à l ouest de Saintes, l impact des prélèvements estivaux sur le niveau de la nappe sur la période hiverprintemps qui suit serait de quelques mètres L impact des prélèvements agricoles est aussi très significatif sur le niveau piézométrique de la nappe captive du Turonien (et Coniacien) dans les parties amont et moyenne du bassin de la Seudre. Sur les autres secteurs, la nappe du Turonien captive profonde n est pratiquement pas exploitée pour l irrigation. Elle est surtout utilisée (et reconnue) pour l AEP qui peut avoir une incidence locale significative sur le niveau piézométrique. A noter le secteur au nord du Né et au sud d une ligne Cognac-Châteauneuf, où la nappe du Turonien (-cognacien) reste peu exploitée, peu connue, protégée sous la couverture marneuse du Santonien- Campanien, et vraisemblablement très productive comme semblent le laisser supposer les nombreuses sources à débit important qui viennent alimenter la Charente (Gensac, Puy Rolland, cf. chapitre 4.2.2). Il y a peut-être là des potentialités pour l alimentation en eau potable. Cénomanien profond En ce qui concerne la nappe cénomanienne profonde, les plus forts impacts liés aux prélèvements pour l agriculture se localisent au sud d Angoulême (mais la productivité de la nappe est là très faible et les impacts viennent de quelques prélèvements peu importants), au nord (Synclinal de Saintes) et au sud de l anticlinal de Jonzac (baisse de l ordre de -1 à -2 mètres). Tout comme le Turonien, l inertie de ce système aquifère fait que les prélèvements estivaux impactent les niveaux hivernaux. BRGM/RP-6156-FR 147

148 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Avec prélèvements agricoles Sans prélèvement agricole Affleurements du Turonien-Coniacien Hauteur piézométrique en m NGF Illustration 16 : Piézomètrie de la nappe du Turonien avec et sans prélèvement septembre BRGM/RP-6156-FR

149 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Avec prélèvements agricoles Sans prélèvement agricole Affleurements du Turonien-Coniacien Hauteur piézométrique en m NGF Illustration 161 : Piézomètrie de la nappe du Turonien avec et sans prélèvement septembre 25 BRGM/RP-6156-FR 149

150 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Avec prélèvements agricoles Sans prélèvement agricole Affleurements du Turonien-Coniacien Hauteur piézométrique en m NGF Illustration 162 : Piézomètrie de la nappe du Turonien avec et sans prélèvement mars BRGM/RP-6156-FR

151 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Avec prélèvements agricoles Sans prélèvement agricole Affleurements du Cénomanien Hauteur piézométrique en m NGF Illustration 163 : Piézomètrie de la nappe du Cénomanien avec et sans prélèvement septembre 23 BRGM/RP-6156-FR 151

152 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Avec prélèvements agricoles Sans prélèvement agricole Affleurements du Cénomanien Hauteur piézométrique en m NGF Illustration 164 : Piézomètrie de la nappe du Cénomanien avec et sans prélèvement septembre BRGM/RP-6156-FR

153 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Avec prélèvements agricoles Sans prélèvement agricole Affleurements du Cénomanien Hauteur piézométrique en m NGF Illustration 165 : Piézomètrie de la nappe du Cénomanien avec et sans prélèvement mars 26 BRGM/RP-6156-FR 153

154 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Mars 21 Juin 21 Affleurements du Turonien-Coniacien Septembre 21 Illustration 166 : Différence de hauteur piézomètrique entre modèle calé et simulation sans prélèvement agricole - nappe du Turonien BRGM/RP-6156-FR

155 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Mars 22 Juin 22 Affleurements du Turonien-Coniacien Septembre 22 Illustration 167 : Différence de hauteur piézomètrique entre modèle calé et simulation sans prélèvement agricole - nappe du Turonien 22 BRGM/RP-6156-FR 155

156 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Mars 23 Juin 23 Affleurements du Turonien-Coniacien Septembre 23 Illustration 168 : Différence de hauteur piézomètrique entre modèle calé et simulation sans prélèvement agricole - nappe du Turonien BRGM/RP-6156-FR

157 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Mars 25 Juin 25 Affleurements du Turonien-Coniacien Septembre 25 Illustration 169 : Différence de hauteur piézomètrique entre modèle calé et simulation sans prélèvement agricole - nappe du Turonien 25 BRGM/RP-6156-FR 157

158 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Mars 26 Juin 26 Affleurements du Turonien-Coniacien Septembre 26 Illustration 17 : Différence de hauteur piézomètrique entre modèle calé et simulation sans prélèvement agricole - nappe du Turonien BRGM/RP-6156-FR

159 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Mars 28 Juin 28 Affleurements du Turonien-Coniacien Septembre 28 Illustration 171 : Différence de hauteur piézomètrique entre modèle calé et simulation sans prélèvement agricole - nappe du Turonien 28 BRGM/RP-6156-FR 159

160 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Mars 26 Juin 26 Affleurements du Cénomanien Septembre 26 Illustration 172 : Différence de hauteur piézomètrique entre modèle calé et simulation sans prélèvement agricole - nappe du Cénomanien BRGM/RP-6156-FR

161 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes 5. Evaluation de l impact du changement climatique 5.1. METHODOLOGIE SUIVIE Le changement climatique et ses conséquences sur le milieu naturel sont devenus une préoccupation majeure. Ainsi, le modèle Crétacé a été utilisé pour évaluer l impact du changement climatique sur les niveaux des nappes et les débits des cours d eau. Les données climatiques utilisées sont celles fournies dans le cadre du projet «Explore 27» (Elaboration et évaluation des stratégies d adaptation au changement climatique en France face à l évolution des hydrosystèmes et des milieux côtiers à l horizon 25-27) pour lequel le modèle Jurassique du Poitou-Charentes a été utilisé. Dans «Explore 27», 7 simulations prospectives ont été réalisées sur la période à partir de données de différents modèles climatiques (ARPV3, GFDL-CM2., GFDL-CM2.1, CCCMA-CGCM3, MRI-CGCM et GISS-MODEL-ER) utilisant le scénario A1B du GIEC et en considérant des données de prélèvements «fixes» par rapport à l actuel. Les résultats de ces simulations ont été confrontés aux résultats de 7 simulations réalisées sur la période de référence à l aide de données climatiques issues des différents modèles cités ci-dessus. Une simulation supplémentaire a été réalisée sur la période de référence à l aide des données SAFRAN (calcul à partir de données climatiques observées). Dans le cadre du modèle Crétacé, 2 simulations prospectives ont été réalisées sur la période à partir des données climatiques simulées les plus optimistes et les plus pessimistes issues respectivement des modèles GFDL-CM2.1 et MRI-CGCM Trois simulations sur la période de référence ( ) ont également été faites à l aide de données climatiques issues aussi de ces modèles mais également à l aide des données du modèle SAFRAN (état de référence). L analyse des données et des résultats qui suivent consistent à comparer les données d un même modèle entre les périodes «présente» et «future» simulées. Les données climatiques (précipitation et ETP) «présent» et «futur» ont été récupérées sur chaque station météorologique utilisée dans le modèle au pas de temps journalier puis consolider au pas de temps mensuel afin d être intégrées dans le modèle. Le calcul de l infiltration et du ruissellement est réalisé par le module Gardenia couplé à Marthe (voir le chapitre 2.2.4). Dans les simulations prospectives, les paramètres de la zone de sol sont identiques à ceux utilisés dans le cadre du calage du modèle sur période Afin d évaluer l évolution globale des précipitations, de l ETP, une analyse des données météorologiques issues de chaque modèle climatique a été réalisée à partir de moyennes interannuelles et de moyennes mensuelles inter-annuelles pour la période de référence et future. Cette analyse a été complétée par les données d infiltration. Sur ces graphes ont été ajoutés les résultats issus de la simulation avec les données SAFRAN à titre de comparaison. La courbe «Safran sert de référence pour la période uniquement et a été calculée à partir de données observées. En ce qui concerne les précipitations (graphiques des illustrations 173 à 174) la baisse moyenne inter-annuelle sur l ensemble de la zone resterait faible (-2 % pour le modèle GFDL-CM2.1 et -6,5 % pour le MRI-CGCM2.3.2). Selon les modèles climatiques, la réponse ne serait pas la même en fonction des périodes : le modèle MRI-CGCM2.3.2 met en avant des automnes et des hivers BRGM/RP-6156-FR 161

162 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes moins pluvieux (de -1 à -2 % par rapport à la référence) tandis que le modèle GFDL-CM2.1 met en avant des étés avec moins de précipitations. Les modèles climatiques montrent surtout une nette augmentation de l ETP liée au réchauffement : l augmentation moyenne inter-annuelle sur le secteur modélisé est de l ordre de 18 % pour les deux modèles (Illustrations 175 et 176). L augmentation est globale sur l année par rapport à la période de référence mais c est surtout en automne que la hausse serait importante (entre 35 % et 4 %). Le scénario d évolution du climat du GIEC simulé à l aide de deux modèles climatiques, montre donc une nette augmentation de l ETP et une diminution des précipitations en lien avec le changement de climat. L infiltration calculée par le modèle sur la période de référence et future, présentée ici sous la forme de graphes de moyennes mensuelles interannuelles, montre clairement une diminution de la recharge hivernale avec les données climatiques de MRI-CGCM2.3.2 (Illustration 177). La baisse de la recharge entre octobre et mars est évaluée ici en moyenne à presque -5 %. En revanche, les valeurs d infiltration simulées sur la période de recharge (octobre à mars) par le modèle à partir des données de GFDL-CM2.1, sont à peu près identiques à celles de la période de référence (sur certain mois, et avec les données de la recharge pourrait même être supérieure à la période de référence). 162 BRGM/RP-6156-FR

163 Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Variations des précipitations en % Variations des précipitations en % Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre FUTUR Précipitations (mm) PRESENT Précipitations (mm) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN Illustration 173 : Evolution mensuelle des précipitations à partir de moyennes inter-annuelles ( en haut, en bas) 5% 4% 3% 2% 1% % -1% -2% -3% -4% -5% % -1% -2% -3% -4% -5% MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1-6% -7% Evolution mensuelle inter-annuelle des précipitations Moyenne inter-annuelle des précipitations Illustration 174 : Evolution mensuelle des précipitations ( ) en relatif par rapport à la période de référence ( ) BRGM/RP-6156-FR 163

164 Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Variations e l'etp en % Variations e l'etp en % Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre FUTUR ETP (mm) PRESENT ETP (mm) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN Illustration 175 : Evolution mensuelle de l ETP à partir de moyennes inter-annuelles ( en haut, en bas) 45% 4% 35% 3% 25% 2% 15% 1% 5% % 2% 18% 16% 14% 12% 1% 8% 6% 4% MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 2% % Evolution mensuelle inter-annuelle de l ETP Moyenne inter-annuelle de l ETP Illustration 176 : Evolution mensuelle de l ETP ( ) en relatif par rapport à la période de référence ( ) 164 BRGM/RP-6156-FR

165 Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre FUTUR Infiltration (mm) PRESENT Infiltration (mm) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN Illustration 177 : Evolution de la moyenne mensuelle interannuelle de l infiltration ( en haut, en bas) Les cartes de l Illustration 178 montrent, pour chaque modèle climatique, l évolution de la moyenne de l infiltration spatialisée (moyenne annuelle). Cette variation de l infiltration calculée à partir des données du modèle climatique GFDL-CM2.1 par le modèle hydrodynamique est assez faible, de à -2 mm sur la majorité de la surface du modèle, voire supérieure à la période de référence sur certains secteurs. Avec le modèle climatique MRI-CGCM (le plus «pessimiste»), les résultats sont très différents. L infiltration moyenne est en diminution sur l ensemble de la zone modélisée avec une baisse générale de -4 à -5 % par rapport à la période de référence, ce qui peut représenter sur certaines zones une diminution de lame d eau infiltrée de plus de 1 mm/an. BRGM/RP-6156-FR 165

166 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Légende : Différence de l infiltration en mm par rapport à la référence en hauteur d eau (mm) : Légende : Evolution de l infiltration en % : GFDL-CM2.1 MRI-CGCM2.3 Illustration 178 : Evolution de l infiltration moyenne spatialisée (simulations de référence - simulations ) - GFDL-CM2.1 à gauche et MRI-CGCM2.3 à droite 166 BRGM/RP-6156-FR

167 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Les prélèvements ont été considérés comme constants sur les simulations de références et prospectives en prenant les valeurs de l année 26 (hypothèse prise dans le cadre d EXPLORE 27) RESULTATS DES SIMULATIONS : TEMPS PRESENT VS TEMPS FUTUR Evolution de la piézométrie Analyse par piézomètre L analyse de l évolution de la piézométrie a été réalisée sur 1 piézomètres répartis sur l ensemble du territoire (Illustrations 179 à 188). Sur chaque illustration, la colonne de gauche correspond aux résultats des simulations au temps «présent» et la colonne de droite aux simulations «futures». Pour plus de lisibilité, les simulations «SAFRAN» sont intégrées sur l ensemble des graphiques. Ainsi, pour chaque piézomètre, ont été représentés : - un graphe de la chronique piézométrique mensuelle pour l ensemble des années simulées, - un graphe de la moyenne mensuelle interannuelle, - un graphe de la piézométrie de la moyenne interannuelle, de la moyenne interannuelle des minimums et de la moyenne interannuelle des maximums. En ce qui concerne les simulations temps présents, l ensemble des chroniques calculées à l aide des données des modèles MRI-CGCM2.3 et GFDL-CM2.1 restent dans les bornes de l amplitude de la chronique simulée à partir des données SAFRAN. Pour la période prospective, sur le Cénomanien, que ce soit sur la Clisse ou Poussard, la baisse piézométrique restituée avec les simulations du modèle GFDL-CM2.1 n est pas très prononcée. Les niveaux sur ces piézomètres resteraient du même ordre de grandeur qu actuellement. En ce qui concerne la simulation avec données du modèle climatique MRI- CGCM2.3, la réponse est tout autre puisque les niveaux moyens à l année pourraient baisser de 2 à 3 mètres sur le piézomètre de la Clisse et de Poussard. Pour le piézomètre de Poussard, la chronique réalisée à partir de cette dernière simulation montre en effet des niveaux inférieurs aux minimums atteints sur la période de référence sur plus de la moitié de la période simulée. Pour la Clisse, la baisse maximum simulée par le modèle pourrait être de l ordre de -4 mètres en période sèche par rapport au niveau minimum de la période de référence. Pour le Turonien, hormis le piézomètre de Claix, les données du modèle GFDL-CM2.1, conduisent à une baisse peu prononcée sur tous piézomètres. A contrario avec les données issues du modèle MRI-CGCM2.3 la baisse des niveaux est plus ou moins importante selon les piézomètres : - Sur les piézomètres de Dignac, de Baignes et de l Epaud, les graphiques des moyennes interannuelles et des moyennes mensuelles interannuelles indiquent une baisse générale des niveaux de l ordre de -7 à -8 mètres. Pour Dignac, la baisse maximale restituée est de de presque -13 mètres par rapport au niveau minimum pour la simulation temps présent. On constate également sur ces piézomètres la superposition BRGM/RP-6156-FR 167

168 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes de cycles hydrogéologiques avec des cycles pluri-annuels (baisse général des niveaux jusqu au milieu de la période simulée puis remontée). A noter que l enveloppe min/max des deux simulations prospectives (MRI-CGCM2.3 et GFDL-CM2.1) sur les graphiques de la moyenne mensuelle interannuelle présente des écarts assez constants pour ces trois piézomètres (zone grisée). - Sur les piézomètres de Claix et de Mortagne, la baisse constatée est en moyenne de 5 mètres. Sur Claix, l ensemble de la chronique piézométrique se situe au-dessous des minimums observés sur la période de référence contrairement à la piézométrie sur Mortagne. Enfin, sur Claix, comme pour les trois piézomètres précédents, des cycles pluri-annuels se superposent à des cycles hydrogéologiques annuels. - Sur Sainte-Radegonde, la baisse est en moyenne de l ordre de -3 à -4 mètres, toutefois les niveaux les plus bas restent proches des minimums de la période de référence (soutien de l Arnoult?). - Enfin, sur le piézomètre de Salignac la baisse est peu sensible (une cinquantaine de centimètres) du fait vraisemblablement du soutien des niveaux piézométriques par la Charente. En ce qui concerne le sud de la Charente, le piézomètre de La Clotte, qui capte le Campanien, serait peu impacté par le réchauffement climatique selon les 2 scénarios considérés, la baisse moyenne simulée étant de l ordre du mètre du fait vraisemblablement d un soutien par le Lary. En résumé, la réponse générale du modèle hydrogéologique à l aide des données climatiques du modèle MRI-CGCM2.3 montre une même tendance globale à la baisse des niveaux des différents piézomètres de la zone d étude que ce soit en nappe libre ou captive, cette baisse étant plus ou moins importante selon l inertie des systèmes aquifères. La simulation réalisée à partir des valeurs de précipitations et d ETP issues du modèle GFDL-CM2.1 montre en revanche une réponse peu différente par rapport aux résultats sur la période de référence. 168 BRGM/RP-6156-FR

169 Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Cote piézométrique (mngf) Hauteur piézométrique (mngf) Hauteur piézométrique (mngf) Cote piézométrique (mngf) Cote piézométrique (mngf) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Temps présent Futur 25 Poussard X16/S 25 Poussard X16/S MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN SAFRAN : Min&Max MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN : Min&Max Chronique piézométrique Chronique piézométrique 25 Poussard X16/S 25 Poussard X16/S 25 Poussard X16/S Moyenne Moyenne des minis Moyenne des maxis 1 5 Moyenne Moyenne des minis Moyenne des maxis MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN Evolution mensuelle de la piézométrie Piézométrie annuelle Piézométrie annuelle Piézométrie annuelle Illustration 179 : Changement climatique : résultats des simulations sur le piézomètre de Poussard (Cénomanien) BRGM/RP-6156-FR 169

170 Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Cote piézométrique (mngf) Hauteur piézométrique (mngf) Cote piézométrique (mngf) Hauteur piézométrique (mngf) Cote piézométrique (mngf) Cote piézométrique (mngf) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Temps présent Futur 31 La Clisse X24/S 31 La Clisse X24/S MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN SAFRAN : Min&Max MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN : Min&Max Chronique piézométrique Chronique piézométrique La Clisse X24/S La Clisse X24/S Moyenne Moyenne des minis Moyenne des maxis La Clisse X24/S La Clisse X24/S Moyenne Moyenne des minis Moyenne des maxis MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN Evolution mensuelle de la piézométrie Piézométrie annuelle Piézométrie annuelle Piézométrie annuelle Illustration 18 : Changement climatique : résultats des simulations sur le piézomètre de la Clisse (Cénomanien) 17 BRGM/RP-6156-FR

171 Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Cote piézométrique (mngf) Hauteur piézométrique (mngf) Cote piézométrique (mngf) Hauteur piézométrique (mngf) Cote piézométrique (mngf) Cote piézométrique (mngf) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Temps présent Futur 16 Dignac - 797X67/F 16 Dignac - 797X67/F MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN SAFRAN : Min&Max MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN : Min&Max Chronique piézométrique Chronique piézométrique Dignac - 797X67/F Dignac - 797X67/F Dignac - 797X67/F Dignac - 797X67/F MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN 12 Moyenne Moyenne des minis Moyenne des maxis MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN 12 Moyenne Moyenne des minis Moyenne des maxis MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN Evolution mensuelle de la piézométrie Piézométrie annuelle Piézométrie annuelle Piézométrie annuelle Illustration 181 : Changement climatique : résultats des simulations sur le piézomètre de Dignac (Turonien) BRGM/RP-6156-FR 171

172 Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Cote piézométrique (mngf) Hauteur piézométrique (mngf) Cote piézométrique (mngf) Hauteur piézométrique (mngf) Cote piézométrique (mngf) Cote piézométrique (mngf) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Temps présent Futur 9 Claix - 795X117/AR 9 Claix - 795X117/AR MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN SAFRAN : Min&Max MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN : Min&Max Chronique piézométrique Chronique piézométrique Claix - 795X117/AR MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN Claix - 795X117/AR Moyenne Moyenne des minis Moyenne des maxis MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN Claix - 795X117/AR MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN Claix - 795X117/AR Moyenne Moyenne des minis Moyenne des maxis MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN Evolution mensuelle de la piézométrie Piézométrie annuelle Piézométrie annuelle Piézométrie annuelle Illustration 182 : Changement climatique : résultats des simulations sur le piézomètre de Claix (Turonien) 172 BRGM/RP-6156-FR

173 Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Cote piézométrique (mngf) Hauteur piézométrique (mngf) Cote piézométrique (mngf) Hauteur piézométrique (mngf) Cote piézométrique (mngf) Cote piézométrique (mngf) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Temps présent Futur 1 Salignac - 774X14/S 1 Salignac - 774X14/S MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN SAFRAN : Min&Max MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN : Min&Max Chronique piézométrique Chronique piézométrique Salignac - 774X14/S MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN Salignac - 774X14/S Moyenne Moyenne des minis Moyenne des maxis MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN Salignac - 774X14/S MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN Salignac - 774X14/S Moyenne Moyenne des minis Moyenne des maxis MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN Evolution mensuelle de la piézométrie Piézométrie annuelle Piézométrie annuelle Piézométrie annuelle Illustration 183 : Changement climatique : résultats des simulations sur le piézomètre de Salignac (Turonien) BRGM/RP-6156-FR 173

174 Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Cote piézométrique (mngf) Hauteur piézométrique (mngf) Cote piézométrique (mngf) Hauteur piézométrique (mngf) Cote piézométrique (mngf) Cote piézométrique (mngf) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Temps présent Futur 5 Baignes X28/S 5 Baignes X28/S MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN SAFRAN : Min&Max MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN : Min&Max Chronique piézométrique Chronique piézométrique 5 Baignes X28/S 5 Baignes X28/S 5 Baignes X28/S 5 Baignes X28/S Moyenne Moyenne des minis Moyenne des maxis Moyenne Moyenne des minis Moyenne des maxis MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN Evolution mensuelle de la piézométrie Piézométrie annuelle Piézométrie annuelle Piézométrie annuelle Illustration 184 : Changement climatique : résultats des simulations sur le piézomètre de Baignes (Turonien) 174 BRGM/RP-6156-FR

175 Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Cote piézométrique (mngf) Hauteur piézométrique (mngf) Cote piézométrique (mngf) Hauteur piézométrique (mngf) Cote piézométrique (mngf) Cote piézométrique (mngf) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Temps présent Futur 25 Ste-Radegonde X1/PIEZO 25 Ste-Radegonde X1/PIEZO MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN SAFRAN : Min&Max MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN : Min&Max Chronique piézométrique Chronique piézométrique 25 Ste-Radegonde X1/PIEZO 25 Ste-Radegonde X1/PIEZO 25 Ste-Radegonde X1/PIEZO 25 Ste-Radegonde X1/PIEZO Moyenne Moyenne des minis Moyenne des maxis Moyenne Moyenne des minis Moyenne des maxis MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN Evolution mensuelle de la piézométrie Piézométrie annuelle Piézométrie annuelle Piézométrie annuelle Illustration 185 : Changement climatique : résultats des simulations sur le piézomètre de Sainte-Radegonde (Turonien) BRGM/RP-6156-FR 175

176 Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Cote piézométrique (mngf) Hauteur piézométrique (mngf) Cote piézométrique (mngf) Hauteur piézométrique (mngf) Cote piézométrique (mngf) Cote piézométrique (mngf) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Temps présent Futur 3 Mortagne - 734X7/S 3 Mortagne - 734X7/S MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN SAFRAN : Min&Max MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN : Min&Max Chronique piézométrique Chronique piézométrique Mortagne - 734X7/S Mortagne - 734X7/S Moyenne Moyenne des minis Moyenne des maxis Mortagne - 734X7/S Mortagne - 734X7/S Moyenne Moyenne des minis Moyenne des maxis MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN Evolution mensuelle de la piézométrie Piézométrie annuelle Piézométrie annuelle Piézométrie annuelle Illustration 186 : Changement climatique : résultats des simulations sur le piézomètre de Mortagne (Turonien) 176 BRGM/RP-6156-FR

177 Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Cote piézométrique (mngf) Hauteur piézométrique (mngf) Cote piézométrique (mngf) Hauteur piézométrique (mngf) Cote piézométrique (mngf) Cote piézométrique (mngf) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Temps présent Futur 95 Epaud X543/F 95 Epaud X543/F MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN SAFRAN : Min&Max MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN : Min&Max Chronique piézométrique Chronique piézométrique Epaud X543/F Epaud X543/F Moyenne Moyenne des minis Moyenne des maxis Epaud X543/F Epaud X543/F Moyenne Moyenne des minis Moyenne des maxis MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN Evolution mensuelle de la piézométrie Piézométrie annuelle Piézométrie annuelle Piézométrie annuelle Illustration 187 : Changement climatique : résultats des simulations sur le piézomètre de l Epaud (Turonien) BRGM/RP-6156-FR 177

178 Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Cote piézométrique (mngf) Hauteur piézométrique (mngf) Cote piézométrique (mngf) Hauteur piézométrique (mngf) Cote piézométrique (mngf) Cote piézométrique (mngf) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Temps présent Futur 3 Laclotte - 783X55/S 3 Laclotte - 783X55/S MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN SAFRAN : Min&Max MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN : Min&Max Chronique piézométrique Chronique piézométrique 3 Laclotte - 783X55/S 3 Laclotte - 783X55/S 3 Laclotte - 783X55/S 3 Laclotte - 783X55/S MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN 5 Moyenne Moyenne des minis Moyenne des maxis MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN 5 Moyenne Moyenne des minis Moyenne des maxis MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN Evolution mensuelle de la piézométrie Piézométrie annuelle Piézométrie annuelle Piézométrie annuelle Illustration 188 : Changement climatique : résultats des simulations sur le piézomètre de Laclotte (Campanien) 178 BRGM/RP-6156-FR

179 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Approche cartographique Afin d évaluer l écart moyen spatialisé entre les résultats des simulations prospectives (temps futur) et des simulations sur la période de référence (temps présent) des cartes de la différence de la moyenne interannuelle de la surface piézométrique pour les simulations GFDL-CM2.1 (simulation les moins pessimistes) et MRI-CGCM (simulations les plus pessimistes) ont été réalisées pour chaque grandes nappes modélisées du Crétacé (Campanien, Turonien et Cénomanien : Illustration 189 à Illustration 191). Ces cartes montrent, pour la simulation GFDL-CM2.1 la moins pessimiste, des niveaux légèrement inférieurs à la référence sur certains secteurs (entre et -,5 m en moyenne) pour les 3 nappes cartographiées mais également des niveaux plus hauts sur d autres secteurs (entre et +,5 m en moyenne). Toutefois, très localement, les niveaux pourraient baisser de l ordre de 2 à 3 mètres. Globalement les niveaux resteraient assez proches de ceux observés actuellement. Pour la simulation la plus «pessimiste» (MRI-CGCM 2.3.2), quel que soit l aquifère, la baisse des niveaux piézométriques est importante, en particulier sur les secteurs de nappes libres et zones de plateaux pour le Campanien et le Turonien. La baisse pourrait atteindre une dizaine de mètres sur certains secteurs : - Campanien au sud de Barbezieux et au sud de Montendre, - Turonien au sud d Angoulême et sur la rive droite de la Charente entre Saintes et Cognac, - Cénomanien en rive droite de la Charente entre Saintes et Cognac. Dans les vallées de la Charente et les secteurs avals de la Seugne et du Né, pour le Turonien, la baisse reste assez faible (en général -,5 à -2 mètres). BRGM/RP-6156-FR 179

180 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes GFDL- CM2.1 Différence par rapport à la référence (m) : >2 1-2,5-1 -,5 -, , < MRI- CGCM Différence par rapport à la référence (m) : >2 1-2,5-1 -,5 -, , < Illustration 189 : Campanien - baisse du niveau moyen de la nappe sur la période par rapport à la période de référence ( ) 18 BRGM/RP-6156-FR

181 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes GFDL- CM2.1 Différence par rapport à la référence (m) : >2 1-2,5-1 -,5 -, , < MRI- CGCM Différence par rapport à la référence (m) : >2 1-2,5-1 -,5 -, , < Illustration 19 : Turonien - baisse du niveau moyen de la nappe sur la période par rapport à la période de référence ( ) BRGM/RP-6156-FR 181

182 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes GFDL- CM2.1 Différence par rapport à la référence (m) : >2 1-2,5-1 -,5 -, , < MRI- CGCM Différence par rapport à la référence (m) : >2 1-2,5-1 -,5 -, , < Illustration 191 : Cénomanien - baisse du niveau moyen de la nappe sur la période par rapport à la période de référence ( ) 182 BRGM/RP-6156-FR

183 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Evolution des débits des cours d eau L analyse de l évolution des débits a été réalisée sur 5 stations de débits réelles ou fictives réparties sur l ensemble du territoire (Illustrations 192 à 21). Sur chaque illustration, la colonne de gauche correspond aux résultats des simulations au temps «présent» et la colonne de droite aux simulations «futures». Pour chaque station, ont été représentés : - un graphe de la chronique de débit mensuel pour l ensemble des années simulées avec un zoom sur les débits faibles, - un graphe de la moyenne mensuelle interannuelle du débit, - un graphe du débit moyen interannuel, de la moyenne interannuelle des minimums et de la moyenne interannuelle des maximums, - un graphe de gain ou de perte de débit mensuel en % par rapport à la période de référence. Globalement, les résultats des simulations sont très différents selon les données des 2 modèles climatiques utilisées. Alors que la simulation à partir des données du GFDL-CM2.1 montre des débits moyens interannuels dans le futur assez semblables à ceux de la période de référence, les résultats à partir des données MRI-CGCM2.3.2 sont bien plus pessimistes. Par ailleurs, la répartition des débits dans l année pourrait être différentes avec par exemple pour le modèle «GFDL-CM2.1» une augmentation des débits sur la période janvier-février (+5 % par rapport à la période de référence) suivie d une diminution rapide de -3 à -5 % en mars-avril. Les principaux résultats des simulations sont indiqués dans le tableau de l Illustration 22. BRGM/RP-6156-FR 183

184 Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Temps présent Temps futur 8 La Boëme - station fictive aval 8 La Boëme - station fictive aval Simulations prospectives (prélèvements 26) MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN SAFRAN : Min&Max MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN : Min&Max Chroniques de débits Chroniques de débits 1 La Boëme - station fictive aval 1 La Boëme - station fictive aval Simulations prospectives (prélèvements 26) MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN SAFRAN : Min&Max MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN : Min&Max Chroniques de débits (zoom sur les bas débits) Chroniques de débits (zoom sur les bas débits) Illustration 192 : Changement climatique : résultats des simulations sur le débit de la Boëme - station fictive aval 1/2 184 BRGM/RP-6156-FR

185 Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre % de débit Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Temps présent Temps futur 4 La Boëme - station fictive aval 4 La Boëme - station fictive aval MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN Evolution mensuelle du débit Evolution mensuelle du débit La Boëme - station fictive aval La Boëme - station fictive aval Moyenne Moyenne des minis Moyenne des maxis MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN Moyenne des minis Moyenne Moyenne des minis Moyenne des maxis MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN Moyenne des minis Débit annuel Débit annuel 5% 4% 3% 2% 1% % -1% -2% -3% -4% -5% -6% -7% -8% La Boëme - station fictive aval MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 Evolution mensuelle du débit par rapport au débit de référence Illustration 193 : Changement climatique : résultats des simulations sur le débit de la Boëme - station fictive aval 2/2 BRGM/RP-6156-FR 185

186 Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Temps présent Temps futur 45 Le Né à Salles d'angles 45 Le Né à Salles d'angles Simulations prospectives (prélèvements 26) MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN SAFRAN : Min&Max MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN : Min&Max Chroniques de débits Chroniques de débits 45 Le Né à Salles d'angles 1 Le Né à Salles d'angles Simulations prospectives (prélèvements 26) MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN SAFRAN : Min&Max Simulations prospectives (prélèvements 26) MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN : Min&Max Chroniques de débits (zoom sur les bas débits) Chroniques de débits (zoom sur les bas débits) Illustration 194 : Changement climatique : résultats des simulations sur le débit du Né à Salles d Angles 1/2 186 BRGM/RP-6156-FR

187 Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre % de débit Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Temps présent Temps futur 11 Le Né à Salles d'angles 11 Le Né à Salles d'angles MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN Evolution mensuelle du débit Evolution mensuelle du débit 2 Le Né à Salles d'angles Le Né à Salles d'angles Moyenne Moyenne des minis Moyenne des maxis MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN.2.1 Moyenne des minis 2 Moyenne Moyenne des minis Moyenne des maxis MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN.2.1 Moyenne des minis Débit annuel Débit annuel 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% % -1% -2% -3% -4% -5% -6% -7% -8% -9% Le Né à Salles d'angles MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 Evolution mensuelle du débit par rapport au débit de référence Illustration 195 : Changement climatique : résultats des simulations sur le débit du Né à Salles d Angles 2/2 BRGM/RP-6156-FR 187

188 Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Temps présent Temps futur 7 La Seugne à St Seurin de Palenne 7 La Seugne à St Seurin de Palenne MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN SAFRAN : Min&Max MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 Min&Max Chroniques de débits Chroniques de débits 2 La Seugne à St Seurin de Palenne 2 La Seugne à St Seurin de Palenne Simulations prospectives (prélèvements 26) MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN SAFRAN : Min&Max MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN : Min&Max Chroniques de débits (zoom sur les bas débits) Chroniques de débits (zoom sur les bas débits) Illustration 196 : Changement climatique : résultats des simulations sur le débit de la Seugne à St Seurin de Palenne 1/2 188 BRGM/RP-6156-FR

189 Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre % de débit Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Temps présent Temps futur La Seugne à St Seurin de Palenne La Seugne à St Seurin de Palenne MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN Evolution mensuelle du débit MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN Evolution mensuelle du débit 3 La Seugne à St Seurin de Palenne La Seugne à St Seurin de Palenne Moyenne Moyenne des minis Moyenne des maxis MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN.4.2 Moyenne des minis Moyenne Moyenne des minis Moyenne des maxis MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN.4.2 Moyenne des minis Débit annuel Débit annuel 6% 5% 4% 3% 2% 1% % -1% -2% -3% -4% -5% -6% -7% -8% La Seugne à St Seurin de Palenne MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 Evolution mensuelle du débit par rapport au débit de référence Illustration 197 : Changement climatique : résultats des simulations sur le débit de la Seugne à St Seurin de Palenne 2/2 BRGM/RP-6156-FR 189

190 Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Temps présent Temps futur 12 La Seudre à St Andre de Lidon 12 La Seudre à St Andre de Lidon MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN SAFRAN : Min&Max MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN : Min&Max Chroniques de débits Chroniques de débits.5 La Seudre à St Andre de Lidon.5 La Seudre à St Andre de Lidon Simulations prospectives (prélèvements 26) MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN SAFRAN : Min&Max MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN : Min&Max Chroniques de débits (zoom sur les bas débits) Chroniques de débits (zoom sur les bas débits) Illustration 198 : Changement climatique : résultats des simulations sur le débit de la Seudre à St André-de-Lidon 1/2 19 BRGM/RP-6156-FR

191 Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre % de débit Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Temps présent Temps futur 4 La Seudre à St Andre de Lidon 3 La Seudre à St Andre de Lidon MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN Evolution mensuelle du débit MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN Evolution mensuelle du débit 4 La Seudre à St Andre de Lidon La Seudre à St Andre de Lidon Moyenne Moyenne des minis Moyenne des maxis MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN.2.1 Moyenne des minis Moyenne Moyenne des minis Moyenne des maxis MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN.2.1 Moyenne des minis Débit annuel Débit annuel 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% % -1% -2% -3% -4% -5% -6% -7% -8% -9% -1% -11% La Seudre à St Andre de Lidon MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 Evolution mensuelle du débit par rapport au débit de référence Illustration 199 : Changement climatique : résultats des simulations sur le débit de la Seudre à St André-de- Lidon 2/2 BRGM/RP-6156-FR 191

192 Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Temps présent Temps futur 25 La Tude à Médillac 25 La Tude à Médillac MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN SAFRAN : Min&Max MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN : Min&Max Chroniques de débits Chroniques de débits 1 La Tude à Médillac 1 La Tude à Médillac MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN SAFRAN : Min&Max MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN : Min&Max Chroniques de débits (zoom sur les bas débits) Chroniques de débits (zoom sur les bas débits) Illustration 2 : Changement climatique : résultats des simulations sur le débit de la Tude à médillac 1/2 192 BRGM/RP-6156-FR

193 Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre % de débit Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Temps présent Temps futur 1 La Tude à Médillac 1 La Tude à Médillac MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN Evolution mensuelle du débit MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN Evolution mensuelle du débit Moyenne La Tude à Médillac Moyenne des minis Moyenne des maxis MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN Moyenne des minis Moyenne La Tude à Médillac Moyenne des minis Moyenne des maxis MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 SAFRAN Moyenne des minis Débit annuel Débit annuel 11% 1% 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% -1% % -2% -3% -4% -5% -6% -7% -8% -9% -1% La Tude à Médillac MRI-CGCM2.3.2 GFDL-CM2.1 Evolution mensuelle du débit par rapport au débit de référence Illustration 21 : Changement climatique : résultats des simulations sur le débit de la Tude à médillac 2/2 BRGM/RP-6156-FR 193

194 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Cours d eau Boëme Né Seugne Seudre Tude Simulation GFDL-CM2.1 - Débit moyen interannuel proche de celui de la période de référence - Augmentation des débits moyens en hiver (+ 4 % + 25 l/s) et baisse au printemps et en automne (-1 % à -2 %) - Débit proche de la période référence en été - Débit moyen interannuel proche de celui de la période de référence - Augmentation des débits hivernaux moyens (+6 % à + 8 %) et baisse en mars-avril/août-septembreoctobre (-3 % à -5 %) - Débit proche de la période référence en juin-juillet - Débit moyen interannuel proche de celui de la période de référence - En hiver, augmentation du débit moyen de l ordre de 5 % et baisse et baisse en mars-avril/aoûtseptembre-octobre (-3 % à -5 %) - De mai à juillet légère baisse du débit moyen entre et -1 % - Débit moyen interannuel proche de celui de la période de référence - Augmentation des débits hivernaux moyens (+5 %) et baisse en marsavril/août-septembre-octobre (-3 % à -6 %) - 1 % de débit sur la période juinjuillet - Débit moyen interannuel quasi identique à celui de la période de référence - Débit hivernal moyen en augmentation ( %) - Baisse des débits moyens en marsavril/août-septembre-octobre (-4 % à -6 %) - Débits quasi identiques à la période de référence en juin-juillet Simulation MRI-CGCM Débit toujours inférieur à la période de référence (-4 % en moyenne soit environ -4 l/s) - Etiages plus sévères (-3 % de débit en moyenne) avec des pics de -2 l/s par rapport à la période référence. - Des automnes et des hivers avec de fortes baisses : -4 % à -6 % en débit par rapport à ) - Débit moyen interannuel inférieur tout au long de l année à celui de la période de référence (-2 m 3 /s) - Etiages plus sévères -7 % sur le débit moyen d été, soit une baisse de l ordre de - 2 l/s. - Baisse des débits de l ordre de -5 % en hiver - Baisse importante du débit moyen interannuel par rapport à la période de référence : -5 % soit environ -4 m 3 /s - -6 à -7 % de débit en mois en période d étiage, représentant jusqu à -6 l/s sur le débit - Période hivernale également fortement impactée : -5 % de débit - Impact très important du réchauffement climatique sur la Seudre à Saint-andré de Lidon avec une baisse du débit moyen interannuel de l ordre de -8 % - Des étiages très sévères avec des périodes d assec quasiment chaque année - Des débits hivernaux de -6 % à -7 % par rapport à la période de référence - Comme pour la Seudre, la baisse du débit moyen est très importante de l ordre de -7 % (perte de 1 m 3 /s sur le débit moyen interannuel par rapport à la période de référence) - Etiages très sévères avec de nombreux assec simulés par le modèle - Des débits hivernaux également bas, -6% en moyenne par rapport à la période ) Illustration 22 : Changement climatique : principal conclusion sur l effet du changement climatique sur les débits des cours d eau 194 BRGM/RP-6156-FR

195 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Il faut noter, pour conclure sur cette partie, que la variabilité entre les résultats des différents modèles climatiques pour un même scénario (A1B) est importante (quel scénario GIEC à prendre en compte, quel modèle climatique?). L infiltration calculée à partir des données climatologiques a des impacts plus ou moins forts sur la piézométrie. Par ailleurs, des évènements non observés sur la période de calage sont simulés par le modèle ; les paramètres liés au calcul de la recharge utilisée actuellement pourraient s avérer inadaptés sous des conditions climatiques «non» connues (modification de paramètres de RU par exemple, dessiccation des sols en profondeur accrus). Il faut donc considérer les résultats obtenus avec toute la mesure qui s impose en gardant à l esprit les limites de l exercice. BRGM/RP-6156-FR 195

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197 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes 6. Conclusion En introduisant dans le modèle des nappes du Crétacé sud Charentes trois années supplémentaires de données, ce travail visait à consolider le modèle de manière à pouvoir fournir aux différents gestionnaires des résultats utiles pour la gestion quantitative des eaux souterraines, en particulier pour la fixation des volumes «prélevables». L analyse statistique des écarts entre valeurs piézométriques calculées par le modèle une fois calé et valeurs observées sur le terrain souligne la bonne précision du calage (et la fiabilité du modèle) sur les secteurs du domaine modélisé contrôlés par des piézomètres. Le calage a été réalisé sur 22 chroniques piézométriques (journalières) du réseau régional assez bien réparties sur le territoire modélisé. Ces piézomètres de contrôle ont été complétés avec les données disponibles au travers du suivi des forages (une trentaine) réalisé par les irrigants de la nappe du Turonien en Charente. La densité de ces différents points permet d avoir une bonne précision dans tout le secteur sud d Angoulême aux bassins du Né, de la Tude et de la Lizonne. Ajoutons que parallèlement à l actualisation des données (prélèvements, infiltrations et ruissellements), le principe de calcul de l infiltration et du ruissellement a été amélioré en utilisant les fonctionnalités de Gardenia couplé à Marthe. En dehors des points de contrôle que sont les piézomètres, les cartographies d états piézométriques des nappes du Turonien-Coniacien et du Cénomanien issus du modèle ont été comparées aux cartes piézométriques disponibles découlant de campagnes de terrain. Ces cartographies sont tout à fait cohérentes entre elles. Enfin, les chroniques de débit des rivières des stations hydrologiques ont été comparées aux chroniques restituées par le modèle ; là encore les deux types de données sont cohérentes entre elles, témoignant que le modèle restitue de bons bilans de flux (notamment la répartition infiltration/ruissellement malgré les incertitudes liées aux hypothèses qui peuvent être prises). Il faut toutefois nuancer ces résultats car même si le modèle reproduit dans tous les cas le niveau moyen NGF observé sur les piézomètres, ces derniers ne sont pas toujours parfaitement bien calé : décalage temporel, restitution moyenne des «pics» hivernaux ou «dépressions» estivales. On est confronté ici aux problèmes liés à la qualité des mesures de terrain disponibles et/ou aux limites même du modèle : Certains piézomètres (Pommiers, St Césaire, St Laurent, voire La Clisse) sont directement prélevés en été ou très proches d un prélèvement. Ils sont donc très impactés par des prélèvements, impact que ne peut reproduire le modèle (sans requérir à des artifices de calcul) étant donné sa discrétisation spatiale (mailles de 1 km 1km). Les prélèvements ne sont pas toujours bien connus (notamment dans le département de la Charente) et ventilés en chronique mensuelle dans le modèle. Dans la réalité, ces prélèvements sont répartis différemment : concentrés sur une semaine du mois par exemple, voire décalés sur un autre mois. Inversement il en est de même des chroniques de pluie, elles aussi mensuelles. Ceci explique les difficultés pour caler certaines chroniques piézométriques. Une meilleure gestion de ces prélèvements, avec la mise en commun des bases de données (Agence de l Eau, DDT(M), BRGM ) et la collecte de données à pas de temps plus fin (semaine, jour?) constitue une piste d amélioration pour le modèle. BRGM/RP-6156-FR 197

198 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Comme dit précédemment, la confrontation des sorties du modèle avec les données de terrain (piézométrie, carte piézométrique, débit de rivière) confère à ce modèle une bonne fiabilité. Il permet de préciser les connaissances (voire d apporter une nouvelle compréhension) du fonctionnement non seulement des aquifères mais aussi des rivières. D une manière générale, il vient corroborer les résultats des études précédentes (notamment celle réalisée avec le logiciel TEMPO). En donnant l impact mois par mois des prélèvements en nappe (et en rivière) sur le débit des principaux cours d eau et en permettant d apprécier les degrés d inertie des hydrosystèmes (de la pluie à la rivière via la nappe), il fournit les éléments pour estimer la disponibilité de la ressource. Celle-ci est bien évidemment fonction des objectifs que l on se fixe, notamment objectif de débit à respecter quatre années sur cinq. Dans cette optique, les analyses réalisées dans ce travail à partir des données climatologiques conduisent à proposer l année 23 comme caractéristique d une année quinquennale sèche. Par zone ou par bassin versant, les principaux apports (ou confirmation) de ce travail peuvent être résumés comme suit : Angoumois rive gauche Dans ce secteur en rive gauche de la Charente, les nombreux cours d eau, à bassin versant «peu étendu» et relativement «pentu», sont alimentés en particulier par des sources sortant de l aquifère du Turonien-Coniacien et ont un débit d étiage soutenu. Si l on prend l exemple de la Boëme, ce cours d eau apporterait de l ordre de 3 l/s au débit d étiage de la Charente dont environ 1/5 de ce débit amené par la seule source de Mouthiers (Forges). Au total, le modèle permet d estimer à 1 m 3 /s l ordre de grandeur de ces apports souterrains de cette zone de l Angoumois au débit d étiage de la Charente. Bien que non négligeable, l impact des prélèvements agricoles reste modéré compte tenu de ces quantités d eau. On peut estimer ces impacts à 1-2 % des débits d étiage en fonction des cours d eau. Mais cet impact globalement modéré n'exclut pas des incidences locales (assèchement d une source par exemple). Bassin versant du Né Ce cours d eau présente des déficits en eau chronique avec des débits d étiages à l aval presque nul (cf. étude «TEMPO» [Bichot F. et al. (28)]). Le modèle reproduit le caractère déficitaire de ce bassin avec, selon la piézométrie de la nappe du Turonien, des écoulements souterrains qui rejoignent soit les sources de la zone précédente, soit le bassin versant voisin de la Seugne. Dans ce contexte, et malgré les faibles débits du Né, l impact de l irrigation resterait faible, moins de 1 % des débits d étiage. Bassin versant de la Seugne Contrairement au bassin du Né (et de la Tude), la Seugne reçoit d importantes quantités d eau des nappes du Cénomanien et du Turonien-Coniacien. Une partie des eaux souterraines des bassins déficitaires voisins se retrouve dans ce bassin versant. Avec une superficie plus importante de l ordre d un tiers par rapport au bassin du Né, le débit aval d étiage de la Seugne en année sèche est d environ 1 m 3 /s. Dans ce contexte, l impact des prélèvements agricoles, dans l absolu relativement important (de l ordre de 2 l/s) est par rapport au débit d étiage de la Seugne assez modéré (autour de 2 % du débit). Rappelons que le débit quinquennal sec, 198 BRGM/RP-6156-FR

199 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes hors prélèvement agricole a été estimé, à 1,3 m 3 /s dans l étude «TEMPO», ce qui est cohérent avec les résultats du modèle maillé. Charente aval rive droite Cette zone rappelle l Angoumois avec des cours d eau à bassins versants courts, principalement alimentés par les nappes (surtout le Cénomanien). Les apports seraient de l ordre de 8 l/s au débit d étiage de la Charente. Bassin versant de l Arnoult Ce petit bassin versant est principalement alimenté en été par les apports des nappes (Cénomanien et surtout Turonien-Coniacien). L impact des prélèvements est là très important, de l ordre de 25 l/s sur le débit d étiage aval de l Arnoult pour l irrigation et de 1 l/s pour l AEP. Selon le modèle, ces prélèvements feraient passer le débit d étiage aval de l Arnoult en année sèche d environ 4 l/s à quelques dizaines de litre par seconde. De plus, cette situation estivale masque un impact des prélèvements qui est en fait maximal en hiver dans l absolu du fait de l inertie des nappes. Bassin versant de la Seudre Le modèle reproduit bien la complexité de ce bassin versant avec une partie amont déconnectée en été de sa partie aval, avec des eaux (souterraines et superficielles) qui rejoignent l Estuaire de la Gironde. Situé à l amont de la partie aval de la Seudre, les débits enregistrés sur la station de St André de Lidon sont assez bien reproduits par le modèle. En année sèche, sans irrigation, les débits à cette station devraient pouvoir être de l ordre de 1 l/s du fait des apports importants de la nappe du Cénomanien dans ce secteur. L impact de l irrigation sur les débits d étiage est estimé à 5 l/s (1 l/s en hiver du fait de l inertie des nappes), ce qui est conséquent comparé à la valeur des débits de la Seudre. A l aval du bassin versant, les débits d étiage sont estimés à 1 m 3 /s (apports du littoral). Bassin versant de La Tude Ce bassin (et ce cours d eau) est très similaire à celui du Né d un point de vue géologique comme hydrogéologique. Les débits d étiage à la station de Médillac donnés par le modèle sont de l ordre de 1 l/s (équivalents aux débits mesurés). L impact de l irrigation reste faible sur ces débits (inférieur à 1 % en moyenne), chiffré à 1-2 l/s en fonction des années. Rappelons que le travail précédent avec le logiciel «TEMPO» donnait un QMNAS pseudo-naturel (hors irrigation) de 135 l/s. Là encore les différentes approches sont cohérentes. Bassin versant du Lary Selon le modèle, les débits aval d étiage du Lary varient de 5 à 15 l/s. L impact des prélèvements serait faible, moins de 1 % de ces débits d étiage. Dans ce bassin versant les quantités prélevées en nappe dont relativement peu importantes. Nappes profondes Dans une précédente étude ([Bichot F. et al. (28)]), le BRGM proposait d identifier en Sud Charentes une zone où les nappes du Turonien-Coniacien et Cénomanien pourraient être considérées comme profondes et déconnectées des cours d eau en surface. Cette zone a été délimitée ([Bichot F. et al. (28)]), et globalement, les prélèvements pour l agriculture sont peu BRGM/RP-6156-FR 199

200 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes importants ou n impactent pas significativement la piézométrie des nappes. Trois secteurs se distinguent toutefois : Nappe captive du Turonien-Coniacien au sud d Angoulême (hauts bassins du Né et de la Tude) où l impact des prélèvements agricoles est significatif en période estivale mais n implique pas d évolution à la baisse de la piézométrie sur plusieurs années. Les secteurs de Saintes et Jonzac où les prélèvements peuvent avoir localement des impacts de plusieurs mètres, y compris en hiver, sur le niveau des nappes profondes. Dans ces deux secteurs il peut se poser le problème de conflits d usage avec l AEP. Enfin, il est à noter que certaines zones pourraient présenter des potentialités d'exploitation des nappes profondes pour l eau potable. On peut en particulier identifier le secteur au nord du cours d eau du Né. Zone Ordre de grandeur des débits d'étiage aval impact des prélèvements agricoles en l/s en relatif par rapport au débit* Angoumois rive gauche 1 m 3 /s au débit de la Charente modéré Né quelques dizaines de l/s faible Seugne 1 m 3 /s 2 l/s modéré Charente aval rive droite 8 l/s au débit de la Charente Arnoult quelques dizaines de l/s 25 l/s fort Seudre 5 l/s à St André (1 m 3 /s à l'aval) 5 l/s à St André fort Tude 1 l/s 1 l/s faible Lary 1 l/s faible Synthèse des résultats de la modélisation vis-à-vis des débits d étiage des cours d eau (* <1% : faible 1 à 25 % : modéré 25 à 75 % : moyen > 75 % : fort) Parmi les autres objectifs de ce travail de modélisation, figurait l estimation de l incidence des différents projets d aménagement (retenues de substitution) et l évaluation de l impact du réchauffement climatique. En ce qui concerne le premier point, les projets n étaient pas suffisamment aboutis pour nous être communiqués par les différents maîtres d ouvrage. Il existe en effet d importants projets de retenues sur les bassins de la Seugne et de la Seudre en particulier qui pourront être testés dans des travaux ultérieurs. L inertie relativement importante constatée pour la plupart des bassins versants de la zone modélisée (un prélèvement en été peut avoir une incidence importante en hiver) doit conduire à priori à une certaine prudence quant à l efficience de ces stockages. D une manière générale, le cas des nappes du Crétacé est assez différent de celui des nappes à faible inertie (Jurassique supérieur nord Charente en particulier) pour lesquelles 2 BRGM/RP-6156-FR

201 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes les stockages d eau en hiver pour des substitutions de prélèvements au printemps et en été s avèrent bénéfiques pour le débit d étiage des cours d eau. En ce qui concerne le second point, un important travail de simulation a été réalisé à partir des donnés de deux modèles climatiques (très contrastés) utilisant un scénario modéré du GIEC. Les résultats des simulations sont aussi très contrastés avec des impacts modérés, proche de la situation actuelle, pour le scénario «optimiste», et des impacts négatifs importants pour le scénario «pessimiste». Il semble toutefois que les scénarios convergent pour prévoir des périodes d étiage plus longues (et plus sévères), plus précoces au printemps et plus tardives à l automne. Les crues de rivière pourraient être plus importantes et préférentiellement axées sur les mois de Janvier/Février. BRGM/RP-6156-FR 21

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203 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Bibliographie Baudry D., Cornet J., Poitrinal D., Lavie J., Bichot F. (22) - CPER 2-26 Phase 1 Gestion des eaux souterraines en Poitou-Charentes Outils d'aide à la décision pour la gestion de l'aquifère du Turonien-Coniacien Volets n 2 et 3 : Synthèse et recueil d'informations. Juin 22, BRGM/RP FR, 13 p. Bichot F., avec la collaboration de M. Thinon-Laminach, F. Touchard, D. Bailly (25) - Synthèse hydrogéologique par bassins versants de la Région Poitou-Charentes. Relation nappes-rivières. BRGM RP FR. Bichot F., Lavie J., Pinault JL., Thinon-Larminach M. (27) - Analyse des chroniques piézométriques et hydrologiques avec le logiciel TEMPO pour la gestion des prélèvements Phase 2 : Bassin versant de la Charente. BRGM/RP FR, 26 p., 155 ill., 4 tab, 2 planches hors texte. Bichot F., Lavie J., Dequidt D., Thinon-larminach M. (28) - Analyse des chroniques piézométriques et hydrologiques avec le logiciel TEMPO pour la gestion des prélèvements en nappe Phase 3 : Actualisation des modèles précédents Traitement des bassins versants de la Vienne, du Thouet/Sèvre nantaise, du Sud des Charentes et des nappes profondes. BRGM/RP FR. Laborde J.P. et Mouhous N. (1998) - Notice d utilisation du logiciel Hydrolab UPRESA 646 du CNRS Analyse Spatiale, Université de Nice-Sophia-Antipolis, Nice, 45p. Lacouture L., Matray J.M. (21) - CPER 2-26 année 1 Construction d'outils d'aide à la décision Aquifère du Turonien, volet n 1 : Résultats de la campagne de prélèvements d'octobre 2 en Sud Charente. BRGM/RP-5826-FR, 42p. Marchais E. et Pincemin R. (22) - Contrat de Plan Etat Région 2/26 Gestion des eaux souterraines en Poitou-Charentes, Piézométries de l'aquifère du Turonien-Coniacien en Charente et Charente-Maritime, Réalisation de cartes piézométriques Phase 1. Janvier 22, BRGM/ RP-5151-FR, 62p. Marchais E., Bichot F. (29) - Référentiels piézométriques de l aquifère du Cénomanien des Charentes. BRGM/RP FR, 43 p, 17 ill., 4 ann., 2 planches hors texte. Mardhel V., A. Gravier (26) - Carte de vulnérabilité simplifiée des eaux souterraines du bassin Loire Bretagne. BRGM/RP FR Musy A. (25) - Hydrologie Générale - Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne - Laboratoire d'hydrologie et Aménagements (ISTE/HYDRAM) Thiery D. (23) - Logiciel GARDÉNIA, version 6.. Guide d utilisation. BRGM/RP FR, 12 p., 42 fig., 3 ann. Thiery D. (26) - Didacticiel du pré-processeur WinMarthe v4.. Rapport final. BRGM/RP FR, 83 p., 48 fig. BRGM/RP-6156-FR 23

204 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Thinon-Larminach M., Karnay G., Bichot F, Soursac V. et Farigot G. (24) - CPER 2-26 Phase 2 Construction d'outils d'aide à la décision pour la gestion de l'aquifère du Turonien-Coniacien. BRGM/RP FR, 55 p., 18 ill., 2 ann. Thinon-Larminach M., Malcuit E et Bichot F. (25) - CPER 2-26 Phase 2 : Actions d'accompagnement pour l'aquifère du Turonien-Coniacien en Charente : suivi de la crête piézométrique et du débit des sources et des cours d'eau. BRGM/RP FR, 17 p., 47 ill., 6 ann. 24 BRGM/RP-6156-FR

205 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Annexe 1 Caractérisation des années climatiques Loi de Weibull et Gumbel sur les précipitations BRGM/RP-6156-FR 25

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207 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes La loi de Weibull [Laborde J.P. et Mouhous N. (1998)] La loi de Gumbel [Musy A. (25)] La fonction de répartition de la loi de Gumbel F(x) s exprime de la manière suivante : (1) avec la variable réduite suivante : (2) où a et b sont les paramètres du modèle de Gumbel. La distribution s écrit alors de la manière suivante : (3) et (4). L avantage d utiliser la variable réduite est que l expression d un quantile est alors linéaire :. En conséquence, dès lors que les points de la série à ajuster peuvent être reportés dans un système d axes x - u il est possible d ajuster une droite qui passe le mieux par ces points et d en déduire les deux paramètres a et b de la loi. Il existe différentes méthodes d ajustement : méthode graphique (ajustement à l œil ou à l aide d une régression statistique), méthode des moments. En pratique, il s agit essentiellement d estimer la probabilité de non dépassement F(xi) qu il convient d attribuer à chaque valeur xi. Il existe de nombreuses formules d estimation de la fonction de répartition à l aide de la fréquence empirique. Elles reposent toutes sur un tri de la série par valeurs croissantes permettant d associer à chaque valeur son rang r. Des simulations ont montré que pour la loi de Gumbel, il faut utiliser la fréquence empirique de Hazen : (5) BRGM/RP-6156-FR 27

208 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes où r est le rang dans la série de données classée par valeurs croissantes, n est la taille de l échantillon, x[r] la valeur de rang r. Rappelons encore que le temps de retour T d'un événement est défini comme étant l'inverse de la fréquence d'apparition de l'événement. Soit : (6) La méthode des moments consiste à égaler les moments des échantillons avec les moments théoriques de la loi. Par la méthode des moments les paramètres a et b sont calculés d après les formules : avec (constante d'euler). avec : écart-type des valeurs composant l échantillon. : moyenne de l échantillon. Dès lors il est possible d estimer les débits dont la représentation graphique est une droite d équation : avec : u: variable réduite 28 BRGM/RP-6156-FR

209 [5-55[ [55-6[ [6-65[ [65-7[ [7-75[ [75-8[ [8-85[ [85-9[ [9-95[ [95-1[ [1-15[ [15-11[ [11-115[ [115-12[ Fréquence Valeurs Théoriques Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Ajustement de la loi de Weibull pour la caractérisation des précipitations - périodes de retour y =.9322x R² = Valeurs observées Précipitations : diagramme de corrélation entre : valeurs calculées = f(valeurs observées) Valeurs observées Valeurs théoriques Intervalle de pluie en mm Précipitations : fréquence - valeurs observées et valeurs théoriques BRGM/RP-6156-FR 29

210 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Taille n=37 Xo= F(x) = 1 - Exp{ - [(x-528.2)/273.57]^1.65 } g= p= 1.65 Valeurs Ordre de Fréquence u = Valeur Valeur Borne Borne classées classement expérimentale {ln (T)}^1/p expérimentale théorique (Qj-Qo)^p Ln(Qj-Qo) Fréquence expérimentale :.1 = décennale sèche.2 = quinquennale sèche.5 = année «médiane».8 = quinquennale humide.9 = décennale humide 21 BRGM/RP-6156-FR

211 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Loi de Gumbel pour la caractérisation des précipitations méthode des moments Année Pluie rang r fréquence empirique F variable réduite u P estimés mm [-] [-] [-] mm Ecart-Type = [mm] Moyenne = 771. [mm] période de retour T= Humide sec Médiane 1 ans 5 ans 5 ans 1 ans probabilité de non dépassement de Qp= variable réduite de Gumbel= Qp pour période de retour T = BRGM/RP-6156-FR 211

212 précipitations en mm Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes 14 Diagramme de Gumbel 12 y = u u Précipitations : valeurs observées = f(variable réduite) 212 BRGM/RP-6156-FR

213 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Annexe 2 Calage sur les piézomètres des irrigants du Turonien BRGM/RP-6156-FR 213

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215 H (m NGF) H (m NGF) H (m NGF) H (m NGF) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes 9 795X9/F 8 796X9/F Observé 72 Observé 1 Modélisé Mensuel janv.- déc.- déc.-1 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv Modélisé Mensuel 7 janv.- déc.- déc.-1 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv X15/F X75/F Observé Modélisé Mensuel Observé 1 Modélisé Mensuel janv.- déc.- déc.-1 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv janv.- déc.- déc.-1 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 BRGM/RP-6156-FR 215

216 H (m NGF) H (m NGF) H (m NGF) H (m NGF) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes 1 797X76/F X48/F 95 9 Observé Modélisé Mensuel janv.- déc.- déc.-1 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 2 Observé 1 Modélisé Mensuel janv.- déc.- déc.-1 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv X2/F X3/F Observé 1 Modélisé Mensuel janv.- déc.- déc.-1 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv Observé Modélisé Mensuel janv.- déc.- déc.-1 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 BRGM/RP-6156-FR 216

217 H (m NGF) H (m NGF) H (m NGF) H (m NGF) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes X4/F X6/F Observé 65 Modélisé Mensuel 6 janv.- déc.- déc.-1 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv Observé 1 Modélisé Mensuel janv.- déc.- déc.-1 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv X7/F X8/F Observé 1 Modélisé Mensuel janv.- déc.- déc.-1 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv Observé Modélisé Mensuel janv.- déc.- déc.-1 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 BRGM/RP-6156-FR 217

218 H (m NGF) H (m NGF) H (m NGF) H (m NGF) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes X529/F X531/F Observé Modélisé Mensuel janv.- déc.- déc.-1 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 2 Observé Modélisé Mensuel janv.- déc.- déc.-1 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv X582/F X18/F Observé 1 Modélisé Mensuel janv.- déc.- déc.-1 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv Observé Modélisé Mensuel janv.- déc.- déc.-1 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 BRGM/RP-6156-FR 218

219 H (m NGF) H (m NGF) H (m NGF) H (m NGF) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes X19/F X526/F Observé Modélisé Mensuel janv.- déc.- déc.-1 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 7 Observé 65 Modélisé Mensuel 6 janv.- déc.- déc.-1 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv X534/F X54/F Observé 15 Modélisé Mensuel 1 janv.- déc.- déc.-1 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv Observé 85 Modélisé Mensuel 8 janv.- déc.- déc.-1 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 BRGM/RP-6156-FR 219

220 H (m NGF) H (m NGF) H (m NGF) H (m NGF) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes X575/F X577/F Observé 2 Observé Modélisé Mensuel 8 janv.- déc.- déc.-1 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 Modélisé Mensuel janv.- déc.- déc.-1 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv X579/F X562/F Observé 2 Modélisé Mensuel janv.- déc.- déc.-1 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv Observé 1 Modélisé Mensuel janv.- déc.- déc.-1 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 BRGM/RP-6156-FR 22

221 H (m NGF) H (m NGF) Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes X538/F X56/F Observé 1 Modélisé Mensuel janv.- déc.- déc.-1 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv Observé 1 Modélisé Mensuel janv.- déc.- déc.-1 janv.-3 janv.-4 janv.-5 janv.-6 janv.-7 janv.-8 BRGM/RP-6156-FR 221

222 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes BRGM/RP-6156-FR 222

223 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Annexe 3 Cartographies des perméabilités des couches aquifères du modèle BRGM/RP-6156-FR 223

224

225 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Perméabilité en m/s 1.E-3 à 1.E-2 1.E-4 à 1.E-3 1.E-5 à 1.E-4 (1) Formations superficielles (2) Campanien 4,5 1.E-6 à 1.E-5 1.E-7 à 1.E-6 1.E-8 à 1.E-7 1.E-9 à 1.E-8 < 1.E-9 (3) Campanien 1,2,3 et Santonien (4) Coniacien BRGM/RP-6156-FR 225

226 Contribution à la gestion quantitative des ressources en eau à l aide du modèle Crétacé du sud Charentes Perméabilité en m/s 1.E-3 à 1.E-2 1.E-4 à 1.E-3 1.E-5 à 1.E-4 (5) Turonien (6) Turonien Inférieur et Cénomanien Supérieur 1.E-6 à 1.E-5 1.E-7 à 1.E-6 1.E-8 à 1.E-7 1.E-9 à 1.E-8 < 1.E-9 (7) Cénomanien moyen et Inférieur (8) Cénomanien basal et Jurassique Supérieur BRGM/RP-6156-FR 226