BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES

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1 BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL B.P rléans Cedex Tél. : (38) S.E.Me.N. CHAMPS CAPTANTS DES ANSEREUILLES, D'EMMERIN ET D ' HOUPLINANCOISNE EXAMEN DE LA STABILISATION DU FRONT DE POLLUTION PAR LES NITRATES, EN VUE DE LA PRESERVATION DES CHAMPS CAPTANTS EXISTANTS ET DE LA CREATION DE NOUVEAUX FORAGES par P. CAULIER et E. JOURDAIN avec la collaboration de S. BAILLY et G. CAFFIAUX Service géologique régional NORD PASDECALAIS Fort de Lezennes, B.P. 26, Lezennes HellemmesLllle Tél. : (20) SGN 379 NPC le 23 août 1985

2 B.R.G.M. S.G.R/N.P.C Lezennes, le 23 août 1985 LEZENNES (Nord) 85 SGN 379 NPC P. CAULIER, E. JOURDAIN, S. BAILLY, G. CAFFIAUX S.E.Me.N. CHAMPS CAPTANTS DES ANSEREUILLES, D'EMMERIN ET D 'HOUPLINANCOISNE EXAMEN DE LA STABILISATION DU FRONT DE POLLUTION PAR LES NITRATES, EN VUE DE LA PRESERVATION DES CHAMPS CAPTANTS EXISTANTS ET DE LA CREATION DE NOUVEAUX FORAGES RESUME L'un des problèmes majeurs, concernant la qualité des eaux souterraines alimentant la métropole nord, est posé par l'accroissement des teneurs en nitrates observé depuis plusieurs années sur les champs captants d' EMMERIN et HOUPLINANCOISNE, gérés par la REGIE COMMUNAUTAIRE (C.U.D.L.). Les teneurs dépassant 1 mg/l sur le champ captant d' EMMERIN (voir planche I et rapport B.R.G.M. B.U.R.G.E.A.P.) (1) ont entraîné un arrêt des forages. Sur le champ captant d' HOUPLINANCOISNE, les teneurs en nitrates, toujours inférieures à 50 mg/l avant 1960 (moyenne proche de 30 mg/l), se sont ensuite accrues pour se situer en 1983 entre 30 et 75 mg/l avec une moyenne de l'ordre de 60 mg/l (voir quelques courbes d'évolution en figure 1). Le champ captant des ANSEREUILLES, géré par la SOCIETE DES EAUX DU NORD (S, E.N.) et situé au SudOuest et à 1 km à l'aval nappe des deux précédents champs captants n'est actuellement pas touché par cet accroissement des teneurs en nitrates, un front brutal faisant passer cellesci à des valeurs comprises entre 0 et 5 mg/l à quelques centaines de mètres à l'est de la DEULE et au Sud du CANAL DE SECLIN (cf. planche I). Toutefois, compte tenu de la proximité du champ captant des Ansereuilles, des risques existent ; c'est pourquoi la C.U.D.L. et la S.E.N., sous l'égide de la S.E.Me.N. ont demandé au B.R.G.M. (S.G.R/N.P.C.) de réaliser une étude pour préciser la position de ce front et examiner sa stabilisation dans le temps, ainsi que la possibilité en cas de résultats favorables de créer un nouveau forage au Sud du canal de Seclin. Ce forage testé lors d'un essai de longue durée a permis de contrôler l'évolution des teneurs en nitrates lors d'une modification des conditions d'exploitation de la nappe. Le présent rapport rend compte : des travaux de sondage et forage effectués, de l'essai de pompage de longue durée sur le nouveau forage et du suivi de la qualité de l'eau au voisinage de cet ouvrage, du suivi de la qualité de l'eau (front nitrates) entre les champs captants d'emmerin, HouplinAncoisne et des Ansereuilles. (1) C.U.D.L. Champs captants d'emmerin et HouplinAncoisne Propositions d'amélioration de la qualité de l'eau Mesures à entreprendre Rapport de deuxième phase BRGM/SGRNPC 84 AGI 190 NPC BURGEAP R571 E.1489.

3 85 SGN 379 NPC (suite résumé) Le suivi de la qualité de l'eau, sur le nouveau forage et sur les piézomètres réalisés dans le cadre de la présente étude, permet de mettre en évidence un phénomène de dénitrification dont le mécanisme reste à définir. 26 pages, 3 figures, 3 tableaux, 5 planches, 7 annexes.

4 2 SOMMAIRE Pages 1 INTRODUCTION EXPOSE DU PROBLEME 5 2 TRAVAUX REALISES ET DONNEES RECUEILLIES 7 21 Piézomètres 7 22 Nouveau forage (Fll) Développement Interprétation des pompages par paliers Caractéristiques du forage Interprétation du début du pompage à débit constant sur le forage Fll Caractéristiques de 1 ' aquifère 12 3 POMPAGE DE LONGUE DUREE SUR LE FORAGE Fll Suivi des niveaux Suivi du chimisme 16 4 EXAMEN DE LA STABILISATION DU FRONT DE POLLUTION PAR LES NITRATES Au Sud du champ captant d 'HouplinAncoisne (Fll) Répartition dans 1 ' espace Evolution dans le temps 22 A) Pompage continu sur F3 F4 F5 Fll 22 B). Arrêt du pompage sur F3 F A l'aval du champ captant d'emmerin (PZ24) Entre les champs captants d' HouplinAncoisne et des Ansereuilles (PZ23 PZ25) 25 5 CONCLUSIONS 25 LISTE DES FIGURES FIGURE 1 Evolution des teneurs en nitrates sur le champ captant d 'HouplinAncoisne, entre 1975 et FIGURE 2 Courbes caractéristiques du forage Fll avant et après acidifications 11 FIGURE 3 Courbe de descente des niveaux sur le forage Fll en fonction du logarithme du temps, au début du pompage... 13

5 LISTE DES TABLEAUX DANS LE TEXTE Pages TABLEAU I Principales caractéristiques techniques des piézomètres 7 TABLEAU II Résumé des opérations de développement du forage Fll 9 TABLEAU III, Evolution des teneurs en nitrates et ammoniaque sur les forages 19 TABLEAU IIIp Evolution des teneurs en nitrates et ammoniaque sur les piézomètres 20 LISTE DES PLANCHES PLANCHE PLANCHE I II Carte des teneurs en nitrates et situation des nouveaux ouvrages réalisés, au 1/25 OOOème. Cartes piézométriques et de répartition des teneurs en nitrates, avec localisation du front de pollution lors PLANCHE III PLANCHE IV PLANCHE V des tournées mensuelles de : 1 fin octobre fin décembre début mars fin avril 1985 Courbes d'évolution des niveaux d'eau pendant le pompage de longue durée sur Fll. Courbes d'évolution des teneurs en nitrates pendant le pompage de longue durée sur Fll. Coupes hydrogéologiques schématiques avec report des teneurs en nitrates 1 selon un profil PZ16, PZ17, Fl à FIO d 'HouplinAncoisne, F15 des Ansereuilles 2 selon un profil PZ22 à PZ2 par F4 et Fll.

6 LISTE DES ANNEXES ANNEXE I 1 à 10 ANNEXE II ANNEXE III 1 à 3 ANNEXE IV. 1 à 3 ANNEXE V ANNEXE VI ANNEXE VIT Coupes géologiques et techniques des piézomètres PZ16 à PZ25. Coupe géologique et technique du forage Fll, Mesures des niveaux d'eau sur le forage Fll et le piézomètre PZ20 lors des essais par paliers : 1 avant acidification, 2 après la 1ère acidification (3 tonnes d'hcl), 3 après la 2ème acidification (6 tonnes d'hcl). Exemple d'enregistrement du niveau d'eau par limnigraphe. Niveaux d'eau en fonction du temps pendant le pompage de longue durée au Fll (du 12 novembre 1984 au 29 avril 1985). Débits prélevés sur les forages Fl à FIO du champ captant d 'HouplinAncoisne, sur le Fll, et sur le forage S. E.N. de Seclin. Résultats des tournées piézométriques et analyses physico chimiques effectuées sur : 1 les forages de la C.U.D.L. à HouplinAncoisne (Fl à Fll) 2 les forages de la S.E.N., industriels, particuliers 3 les piézomètres PZl, PZ2, PZ7, PZ16 à PZ25.

7 5 1 INTRODUCTION EXPOSE DU PROBLEME L'un des problèmes majeurs, concernant la qualité des eaux souterraines alimentant la métropole nord, est posé par l'accroissement des teneurs en nitrates observé depuis plusieurs années sur les champs captants d' EMMERIN et HOUPLINANCOISNE, gérés par la REGIE COMMUNAUTAIRE (C.U.D.L.). Les teneurs dépassant 1 mg/l sur le champ captant d' EMMERIN (voir planche I et rapport B.R.G.M. B.U.R.G.E.A.P) ont entraîné un arrêt des forages. Sur le champ captant d' HOUPLINANCOISNE, les teneurs en nitrates toujours inférieures à 50 mg/l avant 1980 (moyenne proche de 30 mg/l), se sont ensuite accrues pour se situer en 1983 entre 30 et 75 mg/l avec une moyenne de l'ordre de 60 mg/l (voir quelques courbes d'évolution en figure 1 ciaprès). Le champ captant des ANSEREUILLES, géré par la SOCIETE DES EAUX DU NORD (S. E.N.) et situé au SudOuest et à 1 km à l'aval nappe des deux précédents champs captants n'est, actuellement pas touché par cet accroissement des teneurs en nitrates, un front brutal faisant passer cellesci à des valeurs comprises entre 0 et 5 mg/l à quelques centaines de mètres à l'est de la DEULE et au Sud du CANAL DE SECLIN (cf. planche I). Toutefois, compte tenu de la proximité du champ captant des Ansereuilles, des risques existent ; c'est pourquoi la C.U.D.L. et la S.E.N., sous l'égide de la S.E.M.e.N ont demandé au B.R.G.M. (S.G.R/N.P.C.) de réaliser une étude pour préciser la position de ce front et examiner sa stabilisation dans le temps, ainsi que la possibilité en cas de résultats favorables de créer un nouveau forage au Sud du canal de Seclin. Ce forage testé lors d'un essai de longue durée a permis de contrôler l'évolution des teneurs en nitrates lors d'une modification des conditions d'exploitation de la nappe. (1) C.U.D.L. Champs captants d'emmerin et HouplinAncoisne Propositions d'amélioration de la qualité de l'eau Mesures à entreprendre Rapport de deuxième phase BRGM/SGRNPC 84 AGI 190 NPC BURGEAP R571 E.1489.

8 Evolution des teneurs en nitrates des niveaux d'eau et des prélèvements dèau sur le champ captant d'houphnancoisne entre 1975 et 1980 Fig. 1 Niveau piezométrique du forage F8 Total des prélèvements mensuels sur les ouvrages F1 a F10 Evolution du niveau piézométnque du forage F8 (mesures mensuelles) Prélèvement mensuel sur le nouveau forage(f11) depuis sa mise en service (12/11/1984) Pluie efficace mensuelle (calculée par la méthode de Thornthwaite) Courbes d'évolution des teneurs en nitrates des forages H10 de 1975 à A 1985

9 Le présent rapport rend compte : des travaux de sondage et forage effectués, de l'essai de pompage de longue durée sur le nouveau forage et du suivi de la qualité de l'eau au voisinage de cet ouvrage, du suivi de la qualité de l'eau (front nitrates) entre les champs captants d'emmerin, HouplinAncoisne et des Ansereuilles. 2 TRAVAUX REALISES ET DONNEES RECUEILLIES 21 Piézomètres La SADE a réalisé en juillet et septembre 1984, 10 piézomètres (PZ16 à PZ25) implantés au voisinage du front de pollution nitratée (voir planche I); les principales caractéristiques de ces ouvrages, profonds de 16 à 36,50m, sont résumées sur le tableau I cidessous : Désignation "PZ16 PZ17 PZI8 PZI9 PZ20 PZ21 PZ22 PZ23 PZ24 PZ25 Indice national Coordonnées X Y 202B397" X Y X649,11 Y=.315,65 202B399 X= Y316, X648,05 Y«317,01 202A401 X Y*317,68 202A403 X«646,82 Y3I7,80 202A404 X647,10 Y318,16 202A405 X Y«319,12 146C1807 X«646,06 Y«320,62 202A406 X.645,24 Y«319,10 Profondeur totale Z4,50ra 24,50ni 25.ni IS.SOm 20,m ig.ooni 18,m 36,S0m 20,m 20,m Epaisseur et nature du, recouvrement 7m AH 9m AR III 6m Ail lom AR III 6,50 m Ail 11,50m Ail 12m Ail 8m Ail 7m Ail 13,50 Ail 10, Ail Ail Profondeurs des crépines 17,50 i 24,50 ra 17,50 â m 11,50 à 25. m 11,50 â 18.50m 13 a 20m 13 i 19m 13 á 18in 14,50 â 36,50m i 16.m i 20,m Profondeurs du N.S.(l) lors des travaux , ,90 7. Nivel 1 ement Sol Haut du tube» repère 32, , , , , , (1) NS = Niveau Statique de l'eau Ail = Alluvions quaternaires ARIII = Argiles tertiaires TABLEAU I : Principales caractéristiques techniques des piézomètres.

10 10. Les coupes géologiques et techniques détaillées figurent en annexes I à On remarquera que seuls deux sondages ont rencontré les formations tertiaires en place (Argile de Louvil) sur la craie; ce sont PZ16 et PZ17 (au SudEst de Seclin). Tous les autres ouvrages ont rencontré les alluvions quaternaires reposant directement sur la craie. Elles sont le plus souvent très argileuses à la base ; elles ' proviennent, en effet, du remaniement des formations tertiaires proches, mais la présence de granules de craie témoigne du remaniement. Ces ouvrages ont été nivelés par rapport aux repères IGN existants dans le secteur (en juillet et octobre 1984). Les cotes nivelées figurent dans le tableau I ciavant. 22 Nouveau forage (Fll) Dénommé Fll (indice national 202A407), profond de 40 mètres, il a été réalisé en septembreoctobre 1984 par la société SADE de SaintAndré; sa coupe technique et géologique figure en annexe II. 221 Développement Le développement, comprenant des pompages par paliers de débit croissant enchaînés et 2 acidifications au moyen de 3 et 6 tonnes d'acide chlorhydrique à 2022 Baume, s'est déroulé du mardi 16 octobre au lundi 22 octobre 1984, Les principales opérations et les résultats des pompages par paliers (enchaînés) sont récapitulés dans le tableau II ciaprès. Le détail des mesures de niveaux effectuées au cours des différentes séries de paliers enchaînés est reporté en annexes III., à 3.

11 Dates^^^ (U "O Irt Durées OPERATIONS SUR Fll ET RESULTATS Débits Débits Rabattements spécifiques (Q en ms/h) {A en mètres) Q/iûen m/m3/h Q/ en m/m3/h OBSERVATIONS SUR PZ20 Rabattements Mardi 16/10/1984 Irt OJ C Í cn<i 0) lo (O T Q.JC E o (OOC o. o. (U lh lh ,93 9,46 14,4 10,7 0,62 0,94 lh ,04 9,3 1,13 Acidification au moyen de 3 tonnes d'acide chlorhydrique à 2022 Baumé Mercredi 7/10/ "O Irt Irt OJ c i oi<«01 n) (O T Q..C: e E o <o O C a. Q. 0) IhSO IhSO 2h ,74 6,59 12,82 20,05 15,3 9,75 0,68 1,03 1,38 Jeudi 18/10/1984 Vendredi 19/10/1984 Acidification au moyen de 6 tonnes d'acide chlorhydrique à 2022*'Baumé Montage pompe et pompage de débourrage (45 minutes) IhSO 75 3, 25 0,04 0,69 Lundi 2/10/1984 "O Irt «u <A a> c S D)<ta> ta ta t Q..C: r E o ta o c a. CL (U lh30 IhSO 2h ,5 4,68 7,22 9,92 21,4 17,3 14,5 0,0468 0,0577 0,0691 0,99 1,32 1,57 TABLEAU II Résumé des opérations de développement du forage FU.

12 Interprétation des pompages par paliers Caractéristiques du forage Le rendement d'un forage ne dépend dans la théorie que de la transmissivité (perméabilité X épaisseur aquifère) du terrain ; en réalité à l'évolution transitoire des niveaux piézométriques en cours de pompage s'ajoutent des pertes de charge dont les principales sont dues au passage de l'eau dans les fissures plus ou moins étroites du terrain et dans les crépines de l'ouvrage. Le développement a pour but de réduire les pertes de charge dans les terrains par agrandissement des fissures au voisinage immédiat de l'ouvrage. Le graphique de la figure 2, ciaprès, qui présente l'évolution des rabattements mesurés sur le forage en fonction des débits pompés (avant et après chacune des acidifications) montre une nette diminution des pertes de charge après chaque acidification ; ainsi à 1 m3/h, le rabattement a diminué de plus de 50% (de 9,46 m à 4,68 m voir tableau II), faisant ainsi doubler le débit spécifique (débit exhauré par mètre de rabattement dans l'ouvrage) de 10,7 à 21,4 m3/h/m. Après la seconde acidification, pour des débits de 125 à 143,5 m3/h ce débit spécifique décroît respectivement à 17,3 et 14,5 m3/h/m en raison essentiellement des pertes de charge quadratiques (mises en vitesses anormales au voisinage de l'ouvrage). Une acidification supplémentaire aurait sans doute encore diminué ces pertes de charge mais pouvait présenter des risques de déstabilisation des terrains au niveau des fissures les plus importantes en tête de la craie sous le recouvrement alluvial ; c'est pourquoi elle n'a pas été tentée. Les 4 paliers de pompage effectués le 22 octobre après la seconde acidification permettent : d'une part de tracer la courbe caractéristique de l'ouvrage.

13 Ocblt (en m'/h) 2 D bit(en m'/h) 8 M cn H I Ui a c o n 5 n H > C^ H a H fl H O > 13 H O z cn 3) fs)

14 12 d'autre part de déterminer l'équation du rabattement qui s'écrit A=A0 + BQ^ (A= rabattemnt en mètres, Q = débit en m3/h) A est fonction des caractéristiques de l'aquifère et des pertes de charge linéaires (colmatage,.,) B est fonction des pertes de charge quadratiques au voisinage immédiat de l'ouvrage et essentiellement dans les crépines. Ces coefficients A et B sont déterminés graphiquement en reportant A/Q en fonction de Q (voir figure 2). Dans le cas présent : A = 13, 10""^ B = 36,10~^ d'où l'équation du rabattement (pour la partie linéaire) : A= ""^ "^ Q^ par exemple pour Q = 125 m3/h A= 13.10~ X 125 f 36.10~ X 125^ A = 1,625 m I 5,62 m ^ = 7,25 m Le débit critique de l'ouvrage se situant entre 125 et 143,5 m3/h, son débit d'exploitation ne devra donc pas excéder ce dernier débit, 223 Interprétation du début du pompage à débit constant sur le forage Fll Caractéristiques de l'aquifère Le report sur papier semilogarithmique de l'évolution des niveaux d'eau (échelle arithmétique) en fonction du logarithme du temps lors d'un pompage à débit constant permet de déterminer la transmissivité de l'aquifère, La transmissivité T est le produit de la perméabilité (vitesse plus ou moins grande de l'eau pour traverser un terrain) par l'épaisseur de la zone aquifère. Le report des niveaux relevés sur le forage et le piézomètre PZ20 (annexe V, figure 3 et planche III) permet de calculer cette valeur par la méthode d'approximation logarithmique de JACOB :

15 Drá^4^^m^ M. COURBE DE DESCENTE DES NIVEAUX SUR LE FORAGE Fll EN FONCTION DU LOGARITHME DU TEMPS, AU DEBUT DU POMPAGE Fig. 3

16 14 T = 0,183 Q (Q débit de pompage en m3/h) 36 X C (C pente de la droite = rabattement pour un cycle log en mètres) 3 pour le forage : 0,183 X 119 T = 8.10 m2/s 0,75 X 36 pour le piézomètre PZ20 0,183 X 119 T = 1,5.10 m2/s 0,39 X 36 _2 En pratique, ce forage d'exploitation présente un certain rayon et lors du démarrage du pompage, une partie du débit prélevé provient donc directement du forage sans avoir transité dans les terrains aquifères. Il s'ensuit donc une erreur systématique qui limite la validité des formules utilisées. Cellesci s'avèrent applicables dès que le temps de pompage est supérieur à : tc=^^i:h' T Le temps tc,au bout duquel cesse cet effet, est proportionnel au carré du rayon de l'ouvrage rp et inversement proportionnel à la transmissivité T, Dans le cas présent pour T = 8,10 m2/s _ (0,3) tc = 281 secondes ^^= 13~ 8,10 ^ La transmissivité de la craie dans le secteur est donc de l'ordre de m2/s, soit environ 10 fois plus faible qu'au niveau du forage F4 (10 m2/s, d'après les essais de débit réalisés en 1969*). rapport B.R.G.M. 70 SGN 15 NPA par Ph. DAGUE.

17 15 3 POMPAGE DE LONGUE DUREE SUR LE FORAGE Fll Il a démarré le 12 novembre 1984 sur Fll à un débit proche de 120 m3/h. Les index du compteur totalisateur de débit ont été relevés régulièrement et figurent sur les tableaux en annexe V ; des fluctuations de débit de l'ordre de 10% ont été constatées. Une coupure du réseau EDF a provoqué un arrêt de 3 heures le 15/11/84, ainsi que le 23/11 et le 27/11. Du 28 novembre au 25 février, le temps journalier de pompage a été de 20 heures sur 24 heures en raison du délestage des forages en heures de pointe du réseau EDF (coupures entre 9h et llh et entre 18 et 20 heures). Durant ce pompage continu sur Fll, les ouvrages alimentant le réseau d'eau potable (Fl à FIO) ont fonctionné de la façon suivante : (tableaux détaillés mensuels, d'après la C.U,D,L., en annexe VI),. Avant le 12 novembre : Mise en marche automatique des forages en fonction des besoins, soit en moyenne 17 à 18 heures de fonctionnement par jour en semaine et 12 à 14 heures de fonctionnement par jour le samedi et le dimanche.. A compter du 12 novembre 1984 jusqu'au 14 janvier 1985 : marche continue des forages F3 F4 F5, les plus proches de Fll, complément des besoins répartis entre les forages restants (Fl F2 F6 F7 F9 FIO).. Après le 14 janvier 1985 arrêt des forages F3 F4, les plus proches de Fll, prélèvements répartis sur les autres forages :F1 F2 F5 F6 F7 F9 FIO,

18 16 Au 29 avril 1984, le débit pompé sur Fll depuis le démarrage était de m3 pour un peu moins de 6 mois. 31 Suivi des niveaux Il a été effectué par appareils enregistreurs (limnigraphes) placés sur les ouvrages suivants (environ 3 semaines avant le démarrage du pompage) : F3 F5 F8 PZ2 PZ18 PZ20 PZ21 PZ22 FP3/F4 Un exemple d'enregistrement sur PZ20, PZ21, FP3/F4 est donné en annexe IV^ à IV3. Ces enregistrements hebdomadaires ont été dépouillés manuellement et les niveaux et temps depuis le début du pompage sont répertoriés sur les tableaux en annexe V, Un report de ces niveaux en fonction du logarithme du temps, a également été effectué (graphiques en planche III). 32 Suivi du chimisme Des prélèvements d'eau pour analyses physicochimiques ont été effectués : mensuellement par la CU.D.L, sur les forages du champ captant d ' HouplinAncoisne, mensuellement par le B,R,G,M. sur : h 6 à 7 forages industriels ou d'a,e.p. (S, E.N.) : forage F15 de la S,E,N, aux Ansereuilles, forage des Etablissements MAYOLANDE à Seclin, forage de la Sucrerie DUJARDIN à Seclin, forage de las.e,n, à Seclin, forage de la ferme COLETTE à Seclin, forage de la Société RAPIDASE à Seclin, forage de la ferme DUJARDIN à Chemy.

19 17 Les prélèvements sur le forage de la Sucrerie DUJARDIN n'ont pu être réalisés que pendant la seule période d'activité de l'usine (octobre à décembre 1984). f Les piézomètres : PZl PZ2 PZ7 PZ16 PZ17 P18 PZ19 PZ21 PZ22 PZ23 PZ24 PZ25. Les prélèvements ont été exécutés à la pompe électrique immergée ou de surface à l'exception de certains ouvrages inaccessibles avec un véhicule (PZl, PZ25). Certains prélèvements n'ont pu être effectués en raison d' inaccessibilité momentanée (PZ7). En plus de ces tournées, sur les ouvrages les plus proches du forage Fll, ont été réalisées des tournées supplémentaires lors du démarrage du pompage ou du changement de régime d'exploitation du champ captant.(arrêt des forages F3 et F4 le 14 janvier 1985) ; ces tournées ont été effectuées par le B.R.CM, sur les ouvrages :. Fl F2 F3 F4 F5 Fll (champ captant d'houplin),, forage de la S. E.N, à Seclin,, piézomètres PZ2 PZ18 PZ19 PZ21 PZ22, soit au total 7 tournées mensuelles et 9 tournées intermédiaires, pour 315 prélèvements dont 71 effectués par la CU.D.L. sur les forages d' HouplinAncoisne. L'ensemble des analyses physicochimiques a été effectué par le laboratoire de la C.U.D.L, à Marquette ; elles ont comporté les déterminations suivantes : Nitrates, Nitrites, Ammoniaque, Chlorures, Sulfates, Résidu Sec.

20 18 Les résultats de ces analyses sont récapitulés sur les tableaux en annexes VII 1 à 3, Pour les nitrates et l'ammoniaque des tableaux récapitulatifs ont été dressés (tableaux III 1 et 2 ciaprès), 4 EXAMEN DE LA STABILISATION DU FRONT DE POLLUTION PAR LES NITRATES 41 Au Sud du champ captant d' HouplinAncoisne (Fll) 411 Répartition dans l'espace L'examen de la planche II (situation à fin octobre 1984) et des suivantes, réalisées à partir des tournées mensuelles, confirme (voir planche I) l'existence d'une zone nordest (nappe libre) à teneurs en nitrates supérieures à 70 mg/l (PZ22 F4 après son arrêt en janvier 1985 forage MAYOLANDE) et d' une zone ouest et sud à teneurs inférieures à 10/15 mg/l (PZ24 PZ25 PZl PZ21 PZ18 P17 PZ16), Les forages en pompage (forages C,U,D,L. d'houplin, forage S. E.N. de Seclin, forage Rapidase à Seclin) situés à la limite de, ces 2 zones, prélèvent, pour ceux de la CU.D.L,, la quasitotalité du flux en provenance du Nord et une quantité plus ou moins importante mais généralement peu importante du flux en provenance du Sud :. par exemple si l'on considère une teneur moyenne, au Nord, de 75 mg/l et, au Sud, de 1 mg/l, pour une teneur au forage en pompage, de 60 mg/l, 82% de l'eau pompée viendraient du Nord (F4 F5 F6 F7 F9),. pour les forages Est du champ captant ce pourcentage est moins élevé (de l'ordre de 40% pour F2 qui présente les plus faibles teneurs). Ceci est confirmé par la piézométrie, représentée sur ces mêmes planches; elle montre en effet pour la partie Est du champ captant un apport en provenance du SudEst, alors que pour la partie Ouest du champ captant, la proximité des Ansereuilles et du cône de pompage induit par ces ouvrages réduit l'apport en provenance du Sud.

21 &RGM 5<îR NPC <,»ior «u»6<i S010tii Mlli* 13t1.»'i f<i11»<i 1»li.»* 14AA.&A lom»^ lt ou 1 1 l«lt«a UOIt» ItOIt) 1»0f.»i ll0.tj leoak Al.OlSt OA.0S.6} oioire» iíovís 85 SGN 379 NPC 19 3E.M.N Fronl de pollulion : Emmerin, Houpli'n FA A7,93 *3,A ,40 F2 F3 F4 30,1<> 57,65 76,25 28,23 50, 56,45 52,06 30, ,33 50,42 AO.A'Î , , ,23 47, AV9A 29,41 29, Z A 9, 60 60,66 F5 F6 60,33 59,50 51,24 62, ,30 A0,77 30,77 A7,70 65,77 53,85 44, , ,60 ^ , , l 35, ,99 27,62 46,99 49, ,56 51,11 ^2,A2 'iz.is 26,15 29,64 53,35 47,96 59,47 57,66 53, ,96 I O.ZZ F7 64,67 60,46 ^, 49,65 48,54, 56, Fa ^ "> 0.2Í F Z7 49,19 34, '> 53,67 27,94 57,81 O.ZZ A6,Z1 34, ^i , ,62 57,93 32,41 AA, ,26 77, ,79 54,04 54, ,88 30, ,10 V U(,,H 31,03 ^,il 76^2f S7,S3 8,61 S6,90 i7,2* 30^3* FIO 65, , ,15 0,39, 36, F11 o.at 0,11 O.éi 0, ,46 0,57 0,71 0,3? 1, ,53 O.i'i 1,56 0.Z7 1,97 O.Zi 2,07 O.ZÔ 2,05 O.ZI 1,94 O.ZI 1,65 O.Z? 2.13 O.Zf 2,76 0.Z9 3,01 0,iO 3,36 0,2/ 0,26 0.3S O.Zi D,12 102,04 O.Zf TABLEAU III EVOLUTION DCS TCNEUfíS EN nitrate: et ammoniaque Wavrin Seclin Seclin Seclin Seclin Seclin Chemy SEN FIS MAV DUJ SEN GOV. RAP DUJ 97,95 90,50 B,66 " 91,16 10,2» ' 3,66 15,57 11,90 15,75 14,60 16, ,64 ',^ 13, ,95 15,59 O.ZZ 9i,?3 /(6,l'l o, J9 3,59 31,62 " ^ ,80 4,93 16,32 S,U, S 3,77 11,4 8 0,13 0,12 91,67 16,29 14, ,20 6,21 92, ,39 0,70 0,47 35,17 3,94 0,20 '^ 17,41 5, 36,09 2, , ii,ii3 SI LA VALIUM est iumtkicuht A LA LIMITC 0 OOSASIUfi. O, 10 f^l pos ic pr it i/e inrnt"

22 TABLEAU III 85 SGN 379 NPC 3EM«N EVOLUTION oes TENEURS brgm Frenl* cte pollution : Cmmerin, Houplin EN NITRATE ET AMMONIAQUE SGR NPC i^ " PZl PZl PZ7 PZ16 PZ17 PZ1Ô PZA9 PZ20 PZ21 PZZl PZZ3 PZZ4 PZ2.5 )10T «u oiatft<i UHi* 13M.ÍÍ. ta11t4 laovi» ivore» 1»01.t) It0<(> le.otft» M.Ot.S) OAOlft) 0104»; i3<i*.«y Z0.Z9 ^ 1»H»A ^4^^ftA lo.ii»^ 27^^ eu 0,11 XAWhl, 6.<>3 1I.11..S<t 0,16 IttltA 9.«d 9,25 1 h^^ o.iz 3.1Z 0.77 N O.iiZ 0, ,13 0.6Z , ,74 0, O.IZ 8, 2,33 0^ ,76 0,13 J,Î4 3,93 */" 52,67 7, ,41 72,26 0,76 7,81 I.Zf 0,66 0, ,^7 0,97 ^ ' 0,iZ O.Zf ^63 0,16 48,75 0,20 46,96 0,26 50,16 0,16 47,73 44, ,11 36,97 O.AA 0,11 38,85 O.Z'i , 0.1Í 0.1? 42,31 4 3,38,, '^ ' 45,20 0,1b 42,52 46, lis,lo ,59 2,39 1,46 63,33 «1,65 73,10 3,36 62, ,66 62,50 N 0,24 3,55 48, l.is 3,66 40,49 5, ,86 44, 3. 7,62 80,61 7, ^37 73/3 N _ 0,73 1,6Z 4,06 3,36 15, 11,12?, ,03 45,38 1,97 37,89 0,47 2,25 0,67 0,96 0,64 1,11 10,16 0,94 0,89 '^ 12,79 0,81 0,37 12,79 0,99 0,51,9 ^5,37 6,59 0, ,99 ^ 9,3Z ^ 6,25 0,35 i,os i,94 0,91 6,^i SI LA VALCUM CST aurckicuht A LA LiniTt Dt DOSASILITC. O,1, 10 n,^l?" I* «

23 21 Le forage de la S. E.N, à Seclin, situé plus à l'est est lui "protégé" par les forages industriels de Mayolande et Rapidase et ne prélève qu'un faible pourcentage d'eau en provenance du Nord, ce qui explique la faible teneur en nitrates de l'eau prélevée ( i 15 mg/l). Au Nord, un flux d'eau polluée {^75 mg/l de nitrates) et au Sud un flux d'eau sans nitrates (dénitrification sous les formations tertiaires du bassin d'orchies à l'est de Seclin) cheminent presque en parallèle (cf. planche I). Au cours de la période de surveillance cette situation évolue peu sauf les modifications apportées par les changements de régimes de pompage et la mise en service du Fll : après 1,5 mois de pompage sur Fll, F3, F4 et F5 étant en marche continue, un cône de pompage net se marque sur F4 et Fll (voir planche H^) mais au niveau des écoulements les modifications se font à l'intérieur des zones (polluée/non polluée) sans modification du front puisque F3, F4, F5 sont en pompage continu, à partir du 14 janvier 1985, l'arrêt du pompage sur les forages F3 et F4 provoque une modification nette des écoulements (voir piézométrie sur les planches II et 4) et dans ce cas un "coin" d'eau polluée du Nord devrait parvenir jusqu'au forage Fll et atteindre en particulier la zone du piézomètre PZ21, situé à midistance entre Fll et F4; ce qui ne semble pas être le cas puisque les teneurs sur Fll et PZ21 restent faibles (1,65 à 3,36 mg/l sur Fll, 2,03 à 7,97 mg/l sur PZ21 voir tableaux III et planche V ). Par contre 1 ' arrêt du forage 4 entraîne un accroissement des teneurs à des valeurs proches de celles mesurées sur PZ22, soit 70 à 80 mg/l, ce qui est logique puisqu'il n'y a plus mélange avec de l'eau non polluée en provenance du Sud, La coupe hydrogéologique synthétique en planche V montre un front de pollution nitratée localisé entre F4 et PZ21 sensiblement au niveau du canal de Seclin.

24 Evolution dails^_l.^_^^']lp.^ Le report sur papier semilogarithmique (niveaux et teneurs en nitrates en échelle arithmétique, temps en échelle logarithmique) des évolutions de niveaux et teneurs en nitrates effectué sur les planches III et IV, permet de faire les constatations suivantes : A) Pompage continu sur F3 4 5 et Fll, du 12 novembre 1984 au 14 janvier 1985 : a) Evolution des niveaux (planche III) La nappe est dans une période de stabilité du 12 novembre 1984 (démarrage du pompage) au 20 novembre 1984, avec faibles fluctuations de niveaux en F8 et PZ18, La légère remontée en F8 (0,10 m) est probablement due à la diminution du volume prélevé sur les forages F67910 (par suite de la mise en marche continue de F3 F4 F5), Elle est affectée d'une baisse de 0,25 m entre le 20 novembre 1984 et la fin du mois de novembre 1984, suivie d'une remontée de 0,20 m à 0,70 m entre la fin novembre 1984 et la mijanvier 1985 due à l'alimentation par la pluie efficace (voir figure 1), Les piézomètres et forages surveillés par liminigraphes montrent : I entre le 12 novembre et la fin novembre 1984 : une baisse rapide et importante sur PZ20 (1,45 m), PZ21 (1,15 m), F345 (0,90 m à 1 m), PZ22 (0,85 m) due à la mise en service du Fll et à l'accroissement de la durée de pompage sur F3 4 5, une baisse plus tardive (3 à 4 jours après le début du pompage) et moins importante sur : PZ2 (situé au Sud de Fll) (0,45 m), PZ18 (situé à l'est de Fll) (0,25 m).