Etude de la productivité de neuf ouvrages de production d eau potable Appui au SIAEAG (Guadeloupe) Rapport final

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1 Etude de la productivité de neuf ouvrages de production d eau potable Appui au SIAEAG (Guadeloupe) Rapport final BRGM/RP FR Décembre 2007

2 Etude de la productivité de neuf ouvrages de production d eau potable Appui au SIAEAG (Guadeloupe) Rapport final BRGM/RP FR Décembre 2007 Étude réalisée dans le cadre des projets de Service public du BRGM EAUC12 A. Dumon Vérificateur : Nom : E. Bourdon Date : Signature : (Ou Original signé par) Approbateur : Nom : J.M. Mompelat Date : Signature : (Ou Original signé par) Le système de management de la qualité du BRGM est certifié AFAQ ISO 9001:2000. I

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4 Etude de productivité de neuf ouvrages de production d eau potable Appui au SIAEAG (Guadeloupe) Mots clés : Essais de puits, salinisation, production d eau potable, réhabilitation d ouvrages En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante : Etude de productivité de neuf ouvrages de production d eau potable Appui au SIAEAG (Guadeloupe), rapport BRGM RP FR. Auteur : A. Dumon. BRGM, 2007, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l autorisation expresse du BRGM. BRGM/RP FR Rapport final 3

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6 Etude de productivité de neuf ouvrages de production d eau potable Appui au SIAEAG (Guadeloupe) Sommaire 1. Introduction Présentation de la zone d étude LOCALISATION DES OUVRAGES ETUDIES RAPPEL DU CONTEXTE HYDROGEOLOGIQUE DESCRIPTIF DES OUVRAGES ETUDIES Interventions du SGR Guadeloupe PREPARATION DE LA CONSULTATION D ENTREPRISES PRESTATION EN COURS D ETUDE EXPERTISE DES RESULTATS Conclusion Liste des figures Figure 1 : localisation des neuf ouvrages AEP du SIAEAG sur fond IGN...9 Figure 2 : coupe géologique type de Grande-Terre...10 Figure 3 : découpage morphostructural de la Grande-Terre...11 Liste des tableaux Tableau 1 : descriptif des ouvrages du SIAEAG concernés par l étude...12 Tableau 2 : compte-rendu de visite de diagnostic des ouvrages du SIAEAG...14 Tableau 3 : prescriptions techniques pour le nivellement des ouvrages...15 Tableau 4 : programme des essais de pompage par paliers...16 BRGM/RP FR Rapport final 5

7 Etude de productivité de neuf ouvrages de production d eau potable Appui au SIAEAG (Guadeloupe) Liste des annexes Annexe 1 Modèle de grille de caractérisation des ouvrages Annexe 2 CR réunions de chantiers Annexe 3 Courrier BRGM-GPE/ad/07/107-C du 22 octobre BRGM/RP FR Rapport final

8 Etude de productivité de neuf ouvrages de production d eau potable Appui au SIAEAG (Guadeloupe) 1. Introduction Le SIAEAG (Syndicat Intercommunal d Alimentation en Eau et d Assainissement de la Guadeloupe) exploite neuf ouvrages de captage des eaux souterraines de Grande- Terre. Soucieux de préserver la qualité de la ressource en eau souterraine et d améliorer la productivité de son outil de production, le SIAEAG a souhaité établir un bilan de l état physique de ses ouvrages, ainsi qu un bilan de la qualité de la ressource au droit de chacun d eux. Pour cela, il a défini un programme d actions comportant sept phases de travaux, et a demandé l assistance technique du Service Géologique Régional (SGR) du BRGM pour préparer sa mise en œuvre, participer à l encadrement de son déroulement et expertiser les résultats obtenus. En retour, le BRGM a récolté l ensemble des données obtenues et les a intégrées à sa Base de données du Sous- Sol (BSS). Le présent rapport synthétise l ensemble des interventions du BRGM. BRGM/RP FR Rapport final 7

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10 Etude de productivité de neuf ouvrages de production d eau potable Appui au SIAEAG (Guadeloupe) 2. Présentation de la zone d étude 2.1. LOCALISATION DES OUVRAGES ETUDIES Les neuf ouvrages AEP du SIAEAG concernés par l étude sont situés en GrandeTerre, sur les communes de Sainte-Anne, Saint François et Le Moule. Leur localisation est donnée en Figure 1. Figure 1 : localisation des neuf ouvrages AEP du SIAEAG sur fond IGN (Echelle non conservée) BRGM/RP FR Rapport final 9

11 Etude de productivité de neuf ouvrages de production d eau potable Appui au SIAEAG (Guadeloupe) 2.2. RAPPEL DU CONTEXTE HYDROGEOLOGIQUE La Grande-Terre correspond à une vaste plate-forme carbonatée d âge pliopléistocène (1 à 5 millions d années), reposant vraisemblablement sur un substratum volcanique d âge miocène. Deux niveaux calcaires superposés (les calcaires dits «supérieurs» et les calcaires dits «inférieurs») qui constituent les principaux aquifères, sont séparés par un niveau volcano-sédimentaire moins perméable (cf. Figure 2). Figure 2 : coupe géologique type de Grande-Terre (F. Garrabé, Université Paris Sud, Centre d Orsay, BRGM ; 1983) 10 BRGM/RP FR Rapport final

12 Etude de productivité de neuf ouvrages de production d eau potable Appui au SIAEAG (Guadeloupe) Une nappe d eau souterraine occupe l ensemble de l île, cependant quatre unités morphostructurales sont délimitées : les Plateaux du Nord, les Plateaux de l Est, la Plaine de Grippon et les Grands-Fonds (cf. Figure 3). Cette nappe, en relation avec le milieu océanique, est vulnérable au risque de salinisation, notamment en cas de surexploitation de la ressource. Figure 3 : découpage morphostructural de la Grande-Terre 2.3. DESCRIPTIF DES OUVRAGES ETUDIES Un bref descriptif des neuf ouvrages de prélèvements d eau potable du SIAEAG est présenté dans le Tableau 1. BRGM/RP FR Rapport final 11

13 Etude de productivité de neuf ouvrages de production d eau potable Appui au SIAEAG (Guadeloupe) Ouvrage Indice BSS Type d ouvrage Profondeur en mètres Exploitation (O/N) Commune Aquifère capté Unité structurale Cavanière 1149ZZ0019 Forage 67 N Ste-Anne Calcaires inférieurs Calvaire 1149ZZ0011 Forage 65 N Ste-Anne Calcaires inférieurs Douville 1149ZZ0004 Forage 30 N Ste-Anne Calcaires inférieurs Boisvin 1149ZZ0018 Forage 11,50 N Ste-Anne Calcaires supérieurs Bérard 1149ZZ0002 Forage 13,70 N Ste-Anne Calcaires supérieurs Celcourt 1149ZZ0032 Forage 22,80 O St- François Audouin 1142ZZ0030 Captage de source Calcaires supérieurs 4 N Le Moule Calcaires supérieurs Duchassaing 1141ZZ0019 Forage 25 O Le Moule Calcaires supérieurs Blanchard 1141ZZ0016 Forage 55 O Le Moule Calcaires supérieurs Grands- Fonds Grands- Fonds - Plateau de l Est Grands- Fonds - Plateau de l Est Plateau de l Est Plateau de l Est Plateau de l Est Plateau de l Est Plateau de l Est Plateau du Nord Tableau 1 : descriptif des ouvrages du SIAEAG concernés par l étude 12 BRGM/RP FR Rapport final

14 Etude de productivité de neuf ouvrages de production d eau potable Appui au SIAEAG (Guadeloupe) 3. Interventions du SGR Guadeloupe 3.1. PREPARATION DE LA CONSULTATION D ENTREPRISES Avant le démarrage du projet, le SIAEAG a lancé un appel d offre afin de sélectionner l entreprise chargée de réaliser l étude de productivité de ses ouvrages d exploitation des eaux souterraines. Un Dossier de Consultation des Entreprises (DCE) comprenant des pièces administratives et des pièces techniques a donc été constitué : - le BRGM est intervenu en appui au SIAEAG et a réalisé le Cahier des Clauses Techniques Particulières (CCTP) du projet précisant les tâches à réaliser par l entreprise retenue ; - le SIAEAG a réalisé les pièces administratives complémentaires et constitutives du DCE. Le dépouillement des offres a été réalisé par le SIAEAG ; le BRGM a été consulté pour donner un avis technique sur le contenu des propositions des entreprises. Le bureau d études ANTEA a été retenu pour la mise en œuvre des différentes phases du programme prévues par le SIAEAG et reprises par le BRGM dans le CCTP : - Phase 1 : Synthèse des données existantes sur les ouvrages d exploitation Le BRGM a défini les moyens à mettre en œuvre pour réaliser cette synthèse (consultations d organismes disposant d informations, liste des organismes, ) et les paramètres à recueillir. Pour cela, une grille de caractérisation des ouvrages a été établie. Cette grille est présentée en Annexe 1. - Phase 2 : Etat des lieux des ouvrages Une visite des ouvrages à diagnostiquer à été organisée par ANTEA les 02 et 04 mai Etaient invités : le BRGM (SGR Guadeloupe) ainsi que la Section de Sainte- Anne de la Générale des Eaux de Guadeloupe. Le BRGM a défini les modalités de réalisation de l état des lieux : visites de terrains, intervenants extérieurs à convoquer, ainsi que les paramètres techniques à vérifier pour établir la faisabilité de la phase 5 du projet. Un bilan des visites réalisées est présenté dans le Tableau 2. BRGM/RP FR Rapport final 13

15 Etude de productivité de neuf ouvrages de production d eau potable Appui au SIAEAG (Guadeloupe) Date visite : 02/05/2005 et 04/05/2005 Ouvrages : Calvaire - Boisvin Eau-Blanche - Cavanière - Belcourt-Bérard - Douville - Celcourt - Blanchard - Audouin - Duchassaing Marché Organisation de la visite Mise à jour des grilles de caractérisation des ouvrages contrôle de la localisation des ouvrages contrôle des dimensions des ouvrages contrôle de l'équipement des ouvrages contrôle de l'exploitation des ouvrages contrôle de l'état quantitatif de la ressource contrôle de l'environnement immédiat des ouvrages Contrôle de l'état des ouvrages inventaire et description des équipements en place contrôle de la possibilité d'utiliser les équipements en place identification des équipements manquants contrôle de l'état d'obstruction ou d'ouverture des ouvrages description des points de contrôle potentiels de l'essai de puits description de l'accessibilité des ouvrages Préparation des conditions de rejet identification d'un exutoire pour l'essai de puits Préparation du nivellement marquage d'un point d'implantation du repère de nivellement Remarques BRGM Intervention ANTEA conforme au Marché. Absence de la Générale des Eaux au RDV du 02/05/05 Mise en place de repères de nivellement pour localisation par géomètre : conforme au Marché Mesure profondeur et diamètres quand accessibilité : conforme au Marché Conforme au Marché Conforme au Marché (contrôle de l'exploitation d'après les cahiers d'exploitation possible que sur les ouvrages en service) - Validation de l'évolution de l'exploitation : demande traitement, figurera sur la grille caractéristique après analyse des données Conforme au Marché (mesure piézométrique quand le passage de la sonde a été possible) Conforme au marché A vérifier dans CR de visite du BE : une liste des équipements à prévoir devra être fournie Conforme au Marché A vérifier dans CR de visite du BE : la liste des piézomètres contrôlés et la description de leur état devront être fournies A vérifier dans CR de visite du BE Incomplet pour les ouvrages en service car absence GDE au premier RDV. Le BE transmet un questionnaire à la GDE qui permettra de compléter ce point Conforme au Marché Réunion de coordination BET-Fermier Conforme au Marché : réalisée le 04/05/2005 ANTEA demande à la Générale des Eaux de lui fournir des éléments techniques relatifs à l'équipement des ouvrages et à la gestion de leur exploitation. Tableau 2 : compte-rendu de visite de diagnostic des ouvrages du SIAEAG 14 BRGM/RP FR Rapport final

16 Etude de productivité de neuf ouvrages de production d eau potable Appui au SIAEAG (Guadeloupe) - Phase 3 : Analyse sommaire de la vulnérabilité Le BRGM a défini les critères à prendre en compte et les documents à consulter pour l analyse sommaire de la vulnérabilité de la nappe au droit de chaque ouvrage. Le bilan des travaux effectués lors de ces trois premières phases a été restitué par le bureau d études ANTEA en juillet 2005 sous forme d un rapport intermédiaire : «Phase 1 : Diagnostic des ouvrages» - A de juillet Phase 4 : Nivellement précis des ouvrages Le BRGM a défini les prescriptions techniques relatives au nivellement des ouvrages. Ces prescriptions sont données dans le Tableau 3. Mode de nivellement Précision Repère de nivellement Délivrable Nivellement direct centimétrique Clou d arpentage planté sur un socle fixe Fiche signalétique par ouvrage : Nom ouvrage + identifiant BSS + résultat du nivellement + photo d ensemble (ouvrage - repère nivelé) Tableau 3 : prescriptions techniques pour le nivellement des ouvrages Le choix du cabinet de géomètre expert chargé du nivellement est revenu au bureau d études ANTEA. La société AEGIS a été retenue pour la prestation. Les fiches de nivellement réalisées par cette entreprise ont été annexées au rapport final du bureau d études ANTEA «Diagnostic physique des ouvrages et définition des conditions optimales d exploitation» - A version 2 de Septembre Phase 5 : Tests de productivité essais de puits Le BRGM a défini le programme de pompage et de suivi des essais de puits sur chaque ouvrage, et s est assuré de la disponibilité du matériel adéquat (pompes, compteurs, tubes d exhaure, station d acquisition de données piézométriques automatique, ) auprès de la Générale des Eaux de Guadeloupe retenue pour la réalisation des essais de pompage en sous-traitance du bureau d études ANTEA. Le programme des essais de pompage par paliers mis en œuvre sur les neuf ouvrages AEP du SIAEAG est détaillé dans le Tableau 4. BRGM/RP FR Rapport final 15

17 Etude de productivité de neuf ouvrages de production d eau potable Appui au SIAEAG (Guadeloupe) Tableau 4 : programme des essais de pompage par paliers 16 BRGM/RP FR Rapport final

18 Etude de productivité de neuf ouvrages de production d eau potable Appui au SIAEAG (Guadeloupe) - Phase 6 : Analyses chimiques et bactériologiques Un programme de prélèvement et d analyses de l eau de la nappe au droit de chaque ouvrage a été défini par le BRGM. - Phase 7 : Synthèse et définition des conditions optimales d exploitation Le BRGM a défini les délivrables attendus de la part du bureau d études : transmission de l intégralité des données recueillies, analyse des résultats en termes de productivité actuelle des ouvrages et de possibilités d améliorations PRESTATION EN COURS D ETUDE Pendant le déroulement de l étude, le BRGM est intervenu à chaque phase du projet en mettant à disposition du bureau d études ANTEA, des données disponibles au BRGM. Par ailleurs, le BRGM a participé à une réunion de chantier par ouvrage afin d assister le SIAEAG dans le contrôle de l avancement des travaux. Les essais de pompage par paliers ont été mis en œuvre par la Générale des Eaux de la Guadeloupe et suivis par le bureau d études ANTEA. Ces essais se sont déroulés de janvier à avril Le contrôle de l avancement des travaux par le BRGM a donné lieu à de nombreux échanges téléphoniques et électroniques avec le SIAEAG et le bureau d études ANTEA, ainsi qu à l établissement de compte-rendu de visites de chantier. Ces compte-rendus sont regroupés en Annexe EXPERTISE DES RESULTATS Le bureau d études ANTEA a remis en août 2007 au SIAEAG et au BRGM, le rapport «Diagnostic physique des ouvrages et définition des conditions optimales d exploitation» - A Ce rapport a donné lieu à des observations et demandes de compléments lors d une réunion entre la SIAEAG, le bureau d études ANTEA et le BRGM le 22 août 2007 (cf. compte-rendu du bureau d études ANTEA par mail du 29 août 2007). Le bureau d études ANTEA a intégré les différentes remarques et a édité un rapport final «Diagnostic physique des ouvrages et définition des conditions optimales d exploitation» - A version 2 de Septembre Le BRGM a vérifié la cohérence des résultats fournis à l échelle de chaque ouvrage par rapport à sa connaissance globale du système aquifère de Grande-Terre, ce qui a donné lieu à un courrier BRGM-GPE/ad/07/107-C en date du 22 octobre 2007 présenté en Annexe 3. BRGM/RP FR Rapport final 17

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20 Etude de productivité de neuf ouvrages de production d eau potable Appui au SIAEAG (Guadeloupe) 4. Conclusion Les conclusions et propositions du bureau d études ANTEA émises dans le rapport final «Diagnostic physique des ouvrages et définition des conditions optimales d exploitation» - A version 2 de Septembre 2007, sont pertinentes et cohérentes au vu des connaissances actuelles du contexte hydrogéologique régional, sous réserve de la prise en compte des remarques émises dans le courrier BRGM- GPE/ad/07/107-C du 22 octobre 2007 et en particulier les remarques suivantes : - les mesures de conductivité effectuées sur les ouvrages de Celcourt et de Boisvin sont supérieures aux références de qualité définies dans le Code de la Santé Publique (entre 200 et µs/cm à 25 C). Ces eaux devront subir un traitement approprié en vue de leur distribution pour la consommation humaine ; - les eaux des ouvrages de Boisvin et de Celcourt présentent un faciès hydrochimique bicarbonaté sodique. C est un faciès atypique, au vu du contexte régional carbonaté, qui traduit une influence marine ; - l augmentation des Matières En Suspension (MES) sur le dernier palier de Cavanière est à relier à la forte teneur en fer total mesurée en fin d essai, et non à des venues de sable. La présence de fer dans les eaux de ce forage est issue de la corrosion du cuvelage. Cette teneur en fer total mesurée en fin d essai de pompage dépasse la limite de qualité des eaux destinées à la consommation humaine, et entraîne une turbidité hors norme. Cet aspect sera donc à prendre en compte dans les travaux éventuels en vu de la réhabilitation de l ouvrage ; - au vu de la tendance à la hausse des teneurs en nitrates observées dans certains forages, la prise en compte des données récentes (2006 et 2007) issues du contrôle sanitaire exercé par la DSDS sur les ouvrages de Blanchard, Celcourt et Duchassaing actuellement en exploitation s avère nécessaire. Il est également recommandé de vérifier les teneurs en pesticides des eaux de ces forages. BRGM/RP FR Rapport final 19

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22 Etude de productivité de neuf ouvrages de production d eau potable Appui au SIAEAG (Guadeloupe) Annexe 1 Modèle de grille de caractérisation des ouvrages BRGM/RP FR Rapport final 21

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26 Etude de productivité de neuf ouvrages de production d eau potable Appui au SIAEAG (Guadeloupe) Annexe 2 CR réunions de chantiers BRGM/RP FR Rapport final 29

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31 Etude de productivité de neuf ouvrages de production d eau potable Appui au SIAEAG (Guadeloupe) Annexe 3 Courrier BRGM-GPE/ad/07/107-C du 22 octobre 2007 BRGM/RP FR Rapport final 39

32 e nïgces Pour une ïerre durabre Gourbeyre, le 22 octobre 2007 M. BACCI SIAEAG Route de Blanchard Labrousse LE GOSIER Copie à M. Maffrand - ANTEA Ref : BRG M-GPE/ad/07/1 07-C Objet : Note donnant avis sur le rapport final ANTEA n" (version 2) de septembre Monsieur, la lecture du rapport < Etude de la productivité des forages AEP exploités par le SIAEAG en Grande- Terre (Guadeloupe) - Diagnostic physique des ouvrages et définition des conditions optimales d'exploitation > (rapport ANTEA n" version 2 de septembre 2007), appelle de ma part les remarquesuivantes : 1 - Les demandes de modifications et de compléments émises en août 2007 au vu du rapport intermédiaire ont été prises en compte et notamment : étudiés (cf. tableau 1); dossiers d'ouvrage); tableau 4 et dossiers d'ouvrage); destinées à la consommation humaine du Code de la Santé Publique (cf. $ 2.4 et dossiers d'ouvrage); < nitrates ) sur les ouvrages en exploitation: Celcourt, Duchassaing et Blanchard, qui sont soumis au contrôle sanitairexercé par la DSDS et à I'autosurveillance de l'exploitant la GEG (c11 $ 2.5 ef dossiers d'ouvrage); (autorisation de prélèvement et mise en place des périmètres de protection au titre du Code de I'Environnement et du Code de la Santé Publique) ou dans le cas de d'une procédure d'abandon des forages (Code de I'Environnement) (cf. $ 4.1); la remise en exploitation des ouvrages (cf. tableau 16).

33 2 - Quelques vérifications et précisions resfenf cependant nécessaires et notamment : projection Sainte-Anne - UTM 20 Nord (cf. tableau 7 ef dossiers d'ouvrage);. à 40 mo/h, 10 h/jours (cf. tableaux 2 et 16) ; (cf. $ 2.4.7). A noter que les mesures effectuéesur les ouvrages de Celcourt et de Boisvin sont supérieures à ces références ; le dernier palier est de 165 mg/l (cf. tableau 7); les paramètres < sulfates >> et << sodium > sont des limites de qualité (cf. tableau 7 ef dossiers d'ouvrage); sodique (cf. $ et tableau 12). C'est un faciès atypique au vu du contexte régional carbonaté, et quitraduit une influence marine ; relier à la forte teneur en fer total mesurée en fin d'essai, et non à des venues de sable. La présence de fer dans les eaux de ce forage proviendrait de la corrosion du cuvelage (cf. $ 2.4.4); ouvrages de Blanchard, Celcourt et Duchassaing actuellement en exploitation sont à prendr en compt et notamment les teneurs en nitrates et en pesticides (cf. $ 2.5 ef dossiers d'ouvrage); 40 et37 m3/h avec un niveau dynamiquestimé à 9,9 m NGG (cf. tableau 16); plus de lisibilité au tableau multicritères (cf. tableau 16); hydrogénocarbonates pour le dernier palier d'audoin, et les teneurs en calcium, sodium et magnésium du premier palier de Duchassaing sont à vérifier auprès de l'lpg (c/i dossiers d'ouvrage);

34 cohérence ; HCO3 (hyd rogénocarbonates). 3 - Compléments d'information issus des études spécifiques sur la qualité des eaux souterraines en Guadeloupe:. l'ouvrage de Blanchard sans toutefois dépasser les limites de qualité imposées par le Code de la Santé Publique (rapport DSDS de 2Q02 < Pollution des captages du Sud Basse-Terre par des pesticides organochlorés >) ; ont été détectéesur I'ouvrage de Duchassaing sans toutefois dépasser les limites de qualité imposées par le Code de la Santé Publique (rapport DSDS de 2003 < Evaluation de la contamination par les pesticides des forages de Grande-Terre et de Marie-Galante>) ; données historiques concernant les teneurs en nitrates (12 mgll en 2Q02) (rapport DSDS-DAF de 2005 ( Etude de la qualité de I'eau souterraine prélevée pour la consommation humaine ( ) - Grande-Terre et Marie-Galante >). 4 - Avis surles conclusions de l'étude citée en objet : Les conclusions et propositions du bureau d'études ANTEA émises dans le rapport n' version 2 de septembre 2007, semblent pertinentes et cohérentes au vu des connaissances actuelles du contexte régional, sous réserve des compléments demandés au $ 2 de la présente note. ll semblerait néanmoins que I'ouvrage de Cavanière présente un état de corrosion avancé. En effet, la teneur en fer total mesuré en fin d'essai de pompage dépasse la limite de qualité des eaux destinées à la consommation humaine, et entraîne également une turbidité hors norme. Cet aspect est donc à prendr en compte dans les travaux éventuels en vu de la réhabilitation de l'ouvrage. Veuillez agréer, Monsieur, I'expression de mes salutations distinguées. Amandine Dumon Hydrogéologue

35 Centre scientifique et technique 3, avenue Claude-Guillemin BP Orléans Cedex 2 France Tél. : Service géologique régional de guadeloupe Morne Houëlmont Route de l Observatoire Gourbeyre - France Tél. :