ENJEUX ET OBJECTIFS DU PROJET ARK

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1 ENJEUX ET OBJECTIFS DU PROJET ARK Mieux comprendre, pour mieux protéger et gérer durablement la ressource en eau L aquifère jurassique d Aix-Gardanne est considéré dans le Schéma directeur d aménagement et de gestion des eaux (SDAGE) Rhône Méditerranée comme un aquifère patrimonial pour la ressource en eau potable des générations futures. L objectif du projet ARK (Acquisition de Références sur l aquifère Karstifié d Aix-Gardanne), dont fait partie le pompage d essai aux Puits de l Arc ne concerne pas seulement l ouvrage industriel lui-même, mais l ensemble du bassin. Légende Fleuve Arc Affluent de l'arc Plan d'eau Canaux et galeries souterraines SCP Altitude en mètres 600 et + [ [ Bassin versant de l'arc N [ [ Puits de l' Arc [ [ [ [ [ [ [ [ [ [ Echelle : 1/ km Source : BD Carto, DREAL PACA création : SABA Les Puits de l Arc sont situés au cœur des ouvrages de la concession régionale du Canal de Provence, propriété de la Région et dont l exploitation et la gestion sont confiées à la SCP. Avec des canalisations de raccordement adaptées et en cas de besoin ponctuel (accident ou opération de rénovation) la ressource pourrait être pompée et réinjectée dans les grandes adductions voisines, qui alimentent notamment les agglomérations d Aix, de Marseille ou de Toulon. À condition que son excellente qualité soit préservée et protégée (absence de pollution chimique ou microbiologique), l eau issue de l aquifère représente donc une eau potable de secours considérable. La meilleure connaissance de cette ressource est stratégique. C est pourquoi le projet ARK a été élaboré, autour d une coopération technique complémentaire entre la SCP et le BRGM (Bureau de recherche géologique et minière). C est au titre de l intérêt stratégique de la ressource que l Agence de l Eau, la Région et le Conseil général des Bouches-du-Rhône se sont engagées financièrement dans le programme de recherche ARK. De l eau de la montagne, mètres sous nos pieds L eau de l aquifère jurassique provient des pluies tombées sur les hauteurs des massifs de Sainte Victoire et du Regagnas. Le caractère sauvage de ces milieux fait que l eau est préservée des polluants. Elle circule dans les fractures du karst * jurassique, qui, au cœur du bassin de l Arc, se situe à mètres de profondeur, sous une épaisseur de couches géologiques variées dont certaines, imperméables, contribuent à sa protection. * Structure géologique marquée par l érosion des roches calcaires, qui crée des réseaux de grottes, fractures et rivières souterraines.

2 LES PUITS DE L ARC HISTORIQUE ET FONCTIONNEMENT Les Puits de l Arc représentent un ouvrage symbolique de l histoire industrielle de la Provence, depuis l exploitation minière, jusqu à la micro-électronique. Et c est aussi une mine d eau! Que d eau, que d eau Creusés au début du XXème siècle, les Puits de l Arc sont des puits maçonnés verticaux de 400 mètres de profondeur, d un diamètre de 4 mètres environ, reliés par une galerie horizontale appelée travers-banc. Cet ouvrage minier était destiné à l exploitation des gisements de lignite situés en partie Est du bassin de Gardanne. Le 9 décembre 1918, avant même que son exploitation ait pu débuter, les mineurs rencontrent une très forte venue d eau (estimée à 1,5 m 3 /s ce qui correspond au débit de l Arc à Meyreuil en avril) qui ennoie complètement les Puits en quelques heures. Toute idée d exploitation du charbon est oubliée... Du charbon au silicium L ouvrage est ensuite repris par ce qui allait devenir les Charbonnages de France, et sont utilisés à partir des années 1950 pour l alimentation en eau de la centrale thermique de Meyreuil et de l usine d alumine Péchiney de Gardanne. Avec le développement de la micro-électronique à Rousset, ils servent aussi pendant 20 ans aux unités de production de la zone industrielle de Rousset. Lorsque la SCP, en charge de la concession régionale du Canal de Provence, acquiert les Puits en 2004, l objectif est de protéger cette ressource en vue d une utilisation en secours vers les agglomérations et usages de la Région. Une fenêtre ouverte sur l aquifère jurassique Le puits de l'arc - Carte postale, coll. particulière Equipés de 6 grosses pompes de 180 L/s chacune, les Puits de l Arc sont un point d entrée unique pour acquérir de l information sur l aquifère des calcaires jurassiques du bassin d Aix-Gardanne, dont la ressource est importante mais mal connue. Le maçonnage des Puits (inspection vidéo sous marine) Les canalisations de pompage des Puits : crépine (inspection vidéo sous marine)

3 LE DISPOSITIF DE MESURE MIS EN PLACE ET LES PREMIERS RÉSULTATS L'objectif du dispositif de mesure mis en place est de suivre très précisément l'évolution du comportement de chacun des niveaux aquifères concernés. À terme, cela permettra de définir un modèle conceptuel qui traduise le comportement du réservoir que représentent les puits de l Arc. Ainsi, différents scénarii d'exploitation pourront être simulés et aideront à définir les conditions d'une gestion durable de cette ressource. Des points de suivi sur l'ensemble du bassin Le suivi se fait au niveau des puits de l'arc mais également sur différents forages situés à distance de ces puits dont les deux piézomètres ARK1 et ARK2, réalisés durant le projet, et le forage de la commune de Peynier. Les instruments de mesure L'instrumentation mise en place est constituée de capteurs pour la mesure des niveaux, de la température et de la minéralisation de l eau. Les puits de l'arc sont, en outre, équipés de micro moulinets pour mesurer la vitesse de transit de l'eau dans les ouvrages. Un enregistrement en continu de tous ces paramètres a été programmé durant l'été 2014 pour suivre le déroulement de l'essai de pompage de longue durée, à fort débit, mis en œuvre sur les puits de l'arc. Forage Peynier Piézo ARK1 Piézo ARK2 Puits Arc1 Puits Arc2 328 m 400 m distance= 1 km 220 m 300 m 50 m 18 0 m Capteur TC (hautepression) Bégudien Fuvélien Partie cuvelée 185 m 411 m distance= 30 m travers banc Exhaure des pompes 350 m Sonde PTC & Plage de variation barométrique + du niveau piézo Fluorim ètre Position des pompes µ moulinet µ moulinet Capteur TC (hautepression) travers banc Canal déversoir Schéma d'instrumentation du site pour le suivi d'exploitation Les 1 ers résultats Les premiers résultats montrent l'incidence hydraulique du pompage des puits de l'arc sur les forages alentours. L'interprétation des données acquises permettra de déterminer les caractéristiques hydrogéologiques des différents horizons aquifères. Niveau piézométrique (m NGF) Pompage par paliers Démarrage pompage LD Arrêt pompe n 6 Forage Peynier Arrêt épisode orageux Piézomètre ARK1 Piézomètre ARK2 Puits ARC1 & ARC2 15/06/14 25/06/14 05/07/14 15/07/14 25/07/14 04/08/14 14/08/14 24/08/14 Puits ARC-1 Puits ARC-2 Piézo_ARK1(308 m) Piézo_ARK2(138m) Forage Peynier Baisses des niveaux d eau observées lors du pompage d'essai de longue durée

4 ZOOM SUR LES PIÉZOMÈTRES Qu'est-ce qu'un piézomètre? Les piézomètres sont des forages de petit diamètre (125mm de diamètre intérieur) qui permettent, d'une part, d'acquérir une information géologique précise sur les différentes roches traversées et, d'autre part, de mettre en place l'instrumentation nécessaire pour un suivi d'essai de pompage. L'influence du pompage sur les nappes Les deux piézomètres ARK1 et ARK2 ont été réalisés pour le projet de recherche ARK, à des profondeurs spécifiques afin d'acquérir des données aussi fiables que possible sur les interférences hydrauliques entre les différents niveaux aquifères du secteur. Ils captent respectivement le Fuvélien et le Bégudien. Les données acquises lors du pompage d'essai sur les puits de l'arc permettront de préciser les caractéristiques hydrogéologiques de ces deux niveaux. Coupe géologique et technique du piézomètre ARK1 Coupe géologique et technique du piézomètre ARK1 Chantier d'installation des deux piézomètres ARK1 et ARK2

5 LE SUIVI HYDROBIOLOGIQUE DE LA RIVIÈRE ARC SUR LE PROJET Un suivi de l impact du rejet de pompage sur la rivière Arc provençal est en cours, avec Aix Marseille Université. Suivre les conséquences d un épisode hydrologique rare sur le milieu L Arc, qui prend sa source à Pourcieux (83) et se jette dans l étang de Berre est une rivière de fonctionnement méditerranéen, avec des étiages estivaux sévères. Elle traverse un bassin versant fortement peuplé, et la qualité de son eau est généralement très influencée en été par le rejet des stations d épuration. En 2014, le rejet lié au pompage d essai modifie le fonctionnement de la rivière : une eau de température constante de 18 C est rejetée au milieu, à un débit important, qui fait baisser sensiblement la température estivale et fait monter la rivière à des niveaux habituellement printaniers. Les conséquences pour la vie aquatique sont importantes et les suivre permet de faire progresser la compréhension de ce qu est le bon état écologique d une rivière. Le Ruisseau de Verdalaï affluent de l Arc et récepteur du rejet À la pêche aux chevesnes et aux petites crevettes Le suivi, piloté par l Institut Méditerranéen de Biologie et d Ecologie concerne à la fois la qualité physico-chimique de l eau à l aide de capteurs en continu et de mesures ponctuelles, les populations de poissons par des pêches électriques (non destructives), et les macro-invertébrés (ex : les gamares, sortes de petites crevettes) par des prélèvements au filet. La vie dans les cours d eau méditerranéens, si sensibles aux débits L Arc est une rivière étudiée depuis de de nombreuses années par les chercheurs de l Université et d autres instituts de recherche, comme IRSTEA. Il a été constaté que la qualité biologique de ce milieu est très influencée par les débits estivaux, que ce soit en ce qui concerne la variété des espèces de poisson, leur nombre, ou la présence de macro-invertébrés sensibles à pollution. Aussi les travaux d évaluation du pompage sur la biologie de l Arc seront poursuivis à l été 2015 (une année témoin sans pompage). Gamare (macroinvertébré typique de l Arc) Récupération des poissons anesthésiés lors d une pêche électrique