Vulnérabilité des eaux souterraines : application aux infrastructures de transport

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1 Vulnérabilité des eaux souterraines : application aux infrastructures de transport Marion TASTU, CETE de Lyon Laurent EISENLOHR, CETE de Lyon Wolfgang BORST, CETE Ile de France Catherine NEEL, CETE de Lyon Elise TRIELLI, SETRA 08/11/11 CETE de Lyon Département Environne

2 1- Contexte et objectifs Commande du SETRA : document sur les études de vulnérabilité des eaux souterraines Destinataires : Maîtres d ouvrages route et rail et Maîtres d œuvres Services instructeurs Nouvelles exigences réglementaires sur l Eau : besoin de nouveaux outils en complément des guides SETRA existants Peu de documents pratiques sur l'eau souterraine & méthodes mal appropriées aux infrastructures de transport 2

3 1 Contexte et objectifs Exemples d'outils existants par cartographie SIG à index testés pour pollutions diffuses agricoles Retours d'expériences : note d'information SETRA n 80 difficilement applicable aux cas complexes. Exemples de cartes de vulnérabilité de l'aquifère alluvionnaire du Rhône (Suisse) vis à vis de la pollution par le nitrate par 2 méthodes de cartographie SIG «à index», NLFB : vulnérabilité intrinsèque sur 2 paramètres DRASTIC : vulnérabilité intégrée sur 7 paramètres selon Kimmeier et al.,

4 1 Objectif du guide - Décrire les données nécessaires & méthodes possibles pour tenir compte de la diversité et des dimensions multiplies des pollutions - Hiérarchiser les méthodes selon l'étape de vie de l'infrastructure, ses enjeux et son contexte A - Pollution chronique C - Pollution saisonnière D - Pollution liée à l entretien-exploitation B - Pollution en phase travaux E - Pollution accidentelle 4

5 2 Élaboration du guide Méthodologie Bibliographie Entretien : revue des attentes (DIR, DREAL, CG, DDT, RFF, BE) Élaboration du document puis évaluation Plan du guide 1. Avant-propos : concepts et définitions 2. Description des méthodes d'évaluation de la vulnérabilité : principes, domaine d'application et fiches descriptives 3. Guide de choix de la méthode selon l'objectif du M.O. ou MOe 4. Exemples détaillés de cas 5

6 3- Principes du guide de choix de la méthode selon les objectifs du MO ou MOE Projet neuf : choix de méthode en fonction de la phase du projet Études d opportunité : méthodes simples préalables Études préalables : méthodes permettant la comparaison et choix d une famille de solutions Études préalables : méthodes permettant le choix et l'analyse détaillée de la vulnérabilité du système Études projet : modélisation ciblée sur les enjeux Projet de réhabilitation : choix de méthode en fonction de la complexité du réseau et de l'échelle spatiale Approche S.I.G : Réseau complexe ou long linéaire (> 10 km) Modélisation 2D à 3D : Réseau simple ou axe unique 6

7 Chap. 1. Concepts et définitions La vulnérabilité d'une nappe caractérise la facilité avec laquelle le milieu peut être atteint par une pollution 3 paramètres déterminants : 1. Identification de la cible 2. Temps de transfert 3. Concentration à la cible (ex. toit de la nappe) 7

8 Chap. 1. Concepts et définitions La vulnérabilité d'une nappe caractérise la facilité avec laquelle le milieu peut être atteint par une pollution 3 paramètres déterminants : 1. Identification de la cible 2. Temps de transfert Niveau de vulnérabilité Temps de transfert (source - cible) Faible Moyen Fort Très fort > 365 jours 50 < T < 365 jours T < 50 jrs T> 30 jours T < 30 jrs 3. Concentration à la cible (ex. toit de la nappe) 8

9 Chap. 1. Concepts et définitions La vulnérabilité d'une nappe caractérise la facilité avec laquelle le milieu peut être atteint par une pollution 3 paramètres déterminants : 1. Identification de la cible 2. Temps de transfert 3. Concentration à la cible (ex. toit de la nappe) 9

10 Chap. 2. Fiches descriptives des méthodes Hiérarchisation des méthodes de la plus simple à la plus complexe correspondant à un échelonnement : - du moindre au plus grand nombre de données requises; - du moindre au plus grand niveau de connaissance du contexte hydrogéologique. 4 types de méthodes proposées : 1. Cartographies thématique (SIG) 2. Modélisations (1D à 3D) 3. Modèles probabilistes 4. Couplage des méthodes «précédentes» 10

11 Chap. 4. Exemple de cas d'évaluation par la méthode de cartographie multicritère Application : secteur simple et/ou longueur importante Données nécessaires Topographie Infrastructures Géologie Piézométrie Enjeux AEP faible forte moyenne Vulnérabilité relative 11

12 Chap. 4. Exemple de combinaison de méthode S.I.G + modélisation 2D Application : cas complexe et/ou secteur à enjeux fort c Données nécessaires a Topographie Infrastructures Piézométrie Géologie / Perméabilité b Localisation des captages & périmètres de protection Débit capté ou pompé Perméabilité L'eau: un élément précieux et fragile Riom 2février

13 Synthèse Méthodes préconisées selon les objectifs et le contexte Approche cartographique Modélisation 13

14 Guide méthodologique SETRA en cours de validation Édition prévue fin 2012 Modélisation Merci de votre Attention! 14

15 Annexe. Exemple de méthode S.I.G itérative Superposition de 4 cartes de vulnérabilité relative 1. vulnérabilité à l'infiltration 2. vulnérabilité selon l'épaisseur de la ZNS 3. vulnérabilité relative à la texture et nature des sols 4. vulnérabilité tenant compte du sens des écoulements souterrains par rapport aux enjeux (captages A.E.P., lacs, zone Natura 2000 ) Carte des zones de sensibilité de l'hydrosystème vis à vis de l'infrastructure Cas de l'a432 Est Lyonnais (selon V. POULARD, CETE Lyon, 2006) L'eau: un élément précieux et fragile Riom 2février

16 Chap. 4. Exemple de méthode S.I.G itérative Superposition de 4 cartes de vulnérabilité relative 1. vulnérabilité à l'infiltration 2. vulnérabilité relative à l'épaisseur de la ZNS 3. vulnérabilité relative à la texture et nature des sols 4. vulnérabilité tenant compte du sens des écoulements souterrains par rapport aux enjeux (captages A.E.P., lacs, zone Natura 2000 ) Cas de l'a432 Est Lyonnais (selon V. POULARD, CETE Lyon, 2006) 16

17 Chap. 4. Exemple de méthode S.I.G itérative Superposition de 4 cartes de vulnérabilité Cas de l'a432 Est Lyonnais (selon V. POULARD, CETE Lyon, 2006) 17

18 Annexe Modèles de simulation des écoulements et du transport de masse 18