Structure et fonctionnement hydrogéologique de l hydrosystème minéral volcanique de Volvic Perspectives pour sa modélisation

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Francine Paradis
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PROTECTION DES RESSOURCES EN EAU ET DÉVELOPPEMENT LOCAL

eaux minérales Structure et fonctionnement

Volvic Perspectives pour sa modélisation P.

1 PROTECTION DES RESSOURCES EN EAU ET DÉVELOPPEMENT LOCAL : transposer l expérience acquise dans le domaine des eaux minérales Structure et fonctionnement hydrogéologique de l hydrosystème minéral volcanique de Volvic Perspectives pour sa modélisation P. Lachassagne Responsable Environnement & Ressources en Eau Evian Volvic Sources 1

2 1.Structure et fonctionnement de l aquifère minéral de Volvic 1.1. Localisation Clermont-Ferrand 2

3 1.1. Localisation 3 Evian, (Source : BRGM) octobre 2009

4 1.2. Fonctionnement hydrogéologique 4 (Source : Boivin et al., 2004)

5 A B 5 (Source : Boivin et al., 2004)

1.2. Fonctionnement hydrogéologique Age de l aquifère : 60.000 (Beaunit) - 9.

6 1.2. Fonctionnement hydrogéologique Age de l aquifère : (Beaunit) ans (Nugère) Age de l eau : 2-5 ans Pluie (Neige) Evapotranspiration Infiltration directe Ecoulements hypodermiques et Infiltration 6 (Source : Joux, 2002)

7 1.2. Limites de l impluvium Zones de socle : topographie 7 Zones sous couverture volcanique : sondages, l Association Internationale des Hydrogéologue(PS) s géophysique (Source : Boivin et al., 2004)

8 1.2. Principaux axes d écoulement souterrain Zone saturée Piézomètres, PS 8 (Source : Boivin et al., 2004)

9 1.2. Sources de front de coulées 9 (Source : Boivin et al., 2004)

10 1.3. Bilan hydrologique 10 Moyenne (Joux, 2002) Superficie du bassin versant (impluvium) : 38.2 km 2 mm m3/h l/s Précipitations Evapotranspiration réelle Précipitations efficaces Prélèvements (mm) % 44% SEV (maxi) % AEP Précipitations Goulet efficaces; % AEP Moulet, Grelières, Gargou % Total AEP % Sources de front de coulée % Total Précipitations; % 56% Evapotranspiration réelle; l/s Gradient pluviométrique Effet de foehn : 3/4 de la recharge : parties de l impluvium > 800m NGF

11 2. Le projet LIFE+ SEMEAU Importance du couvert forestier ~100% sur les sols volcaniques BATI 6% AGRICUL TURE 43% 11 FORET 51%

2. Le projet LIFE+ SEMEAU : ambitions en termes de modélisation Objectifs : Disposer d un outil de gestion quantitative et qualitative de la ressource en eau : Quantité : ressource en eau minérale.

12 2. Le projet LIFE+ SEMEAU : ambitions en termes de modélisation Objectifs : Disposer d un outil de gestion quantitative et qualitative de la ressource en eau : Quantité : ressource en eau minérale. Les différentes composantes du bilan hydrologique, dans le temps et dans l espace Qualité : impact des modalités d occupation et de gestion des sols et des variations des modalités d occupation des sols sur la ressource et la qualité des eaux minérales Focus spécifique : rôle de la forêt : Interactions entre les évolutions du couvert forestier et la ressource en eau : quantité (ETR), qualité : MES, paramètres conservatifs (Cl, minéralisation, etc.) et non conservatifs (NO 3- par exemple) ; Nécessité d intégrer les autres apports : agriculture notamment, etc. 12 l Association Internationale Projet des SEMEAU Hydrogéologue s

13 Architecture générale du projet 13 Synthèse des connaissances (méthodologie) Construction du système expert sur la base du système de Volvic Développement du volet forestier (qualité s.l.) Impact du changement climatique Stratégie d adaptation des activités Forestières et agricoles Action pilote mobilisation propriétaires forestiers privés Application au site de Saint Etienne Actions démonstratives Vals les Bains Actions de communication : Colloque sc., SE, VlB Outil Volvic Groupe d expert : développement et utilisation du modèle Etude prospective : potentiel d utilisation du modèle Argumentaire économétrique

14 3. Premiers résultats Critique et interprétation des données de débit des sources de front de coulée (chronique DIREN) Q (l/s) Débit moyen journalier (l/s) Débit moyen journalier simulé (l/s) 1973 actuel /01/ /06/ /12/ /06/ /11/ /05/ /11/ (Source : Lachassagne et Stouls, 2009)

15 3. Premiers résultats 1. Traitement des données Confrontation aux jaugeages ponctuels Recueil des données des jaugeages ponctuels Critique : localisation des jaugeages, évolution du chevelu hydrographique (pisciculture), etc. 15

16 3. Premiers résultats 1. Traitement des données Confrontation aux jaugeages ponctuels Débit DIREN au pas de temps horaire pour novembre 2008 Les variations à court terme (quotidiennes) sont dues à la gestion de la pisciculture (dégrillage) débit de chaque source (l/s) Q (l/s) / 11/08 0: /11/08 0:00 y = x R 2 = /11/08 0:00 13/11/08 0:00 14/11/08 0:00 y = x R 2 = /11/08 0:00 16/11/08 0:00 y = x R 2 = Q DIREN Q St Genest Q Gargouilloux Q Pâle 17/11/08 0:00Linéaire (Q Gargouilloux) Première caractérisation des relations entre débit de la source jaugée - débit total des sources - débit de chacune des sources Linéaire (Q Pâle) Linéaire (Q y = x DIREN) R 2 = Linéaire (Q St Genest) À approfondir débit total des : sources prévoir (l/s) le cas échéant des mesures de débit complémentaires

17 3. Premiers résultats 2. Relation entre pompages Volvic et débit des sources Q (l/s) 1,00 0,10 0,01 0,00 0, périodogramm e - Densité spectrale de puiss ance re lative (DSP) -Q bruts 0,000 0,005 0,010 0,015 0,020 Corrélogramme de Q nets 1,00 Corrélogramme croisé de DIREN,Q bruts 0,50 0,50 0, fréquence (h-1) ,50 0,30 0,10-1,00 décalage (j) , ,30 décalage (j) Traitement du signal /06/06 09/09/06 18/12/06 28/03/07 06/07/07 14/10/07 22/01/08 01/05/08 09/08/08 17/11/08 25/02/09 17 Q bruts pompé SEV Q DIREN

18 3. Premiers résultats 2. Relation entre pompages Volvic et débit des sources Corrélogramme croisé de DIREN,Q bruts 0, , ,30 décalage (j) Les variations de débit des sources à court terme (pas de temps horaire) sont dues à la gestion de la pisciculture (rappel) Les variations du régime de pompage à moyen terme (quotidien et hebdomadaire) aux forages sont intégralement amorties par l aquifère 0,30 0,10 18

19 3. Premiers résultats 2. Relation entre pompages Volvic et débit des sources Corrélogramme croisé de DIREN,Q bruts 0,50 Cohérent avec les connaissances géologiques et hydrogéologiques : 0,30 - prélèvements à Volvic : << 17% de la ressource 0,10 - distance entre forages et sources (près de 3 km) - forte diffusivité (T/S) de l aquifère => faibles débit et niveau variations piézométrique au forage piézométriques Arvic Sud au pas de temps journalier aux entre le 01/06/06 forages et le , ,30 décalage (j) Les variations de débit des sources à court terme (pas de 10temps 1600 horaire) sont dues à la gestion de la pisciculture (rappel) Les variations du régime de pompage à moyen terme aux forages (quotidiennes et hebdomadaires) sont intégralement amorties par 800 l aquifère débits (m3/jour) /02/ hauteur d'eau (m) débit Arvic Sud 0 01/06/06 21/07/06 09/09/06 29/10/06 18/12/06 06/02/07 niveau piézométrique Arvic Sud 0

20 3. Premiers résultats 2. Relation entre pompages Volvic et débit des sources Les variations de débit des sources à long terme (saisonnières, interannuelles) sont liées à la recharge de l aquifère 6 mois jours jours pluie efficace débit à la source Le transfert de pression pluie efficace débit aux sources est de l ordre de 30 à 50 j 1-janv. 3-mars 3-mai 3-juil. 2-sept. 2-nov. 2-janv. 20 Poursuivre la valorisation de cette chronique afin de caractériser ces relations pluie débit (calibration du futur modèle)

21 Questions 21

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