Avis sur le dossier de demande d autorisation de prélèvement d eau dans le milieu naturel du SIVOM de la Marana Champ captant de Suariccia Commune de Biguglia Haute Corse Rapport final BRGM/RP-56437-FR Juin 2008
Avis sur le dossier de demande d autorisation de prélèvement d eau dans le milieu naturel du SIVOM de la Marana Champ captant de Suariccia Commune de Biguglia Haute Corse Rapport final BRGM/RP-56437-FR Juin 2008 Étude réalisée dans le cadre des actions du BRGM d Appui aux Services de la Police de l Eau 08EAUG09 N. Frissant Vérificateur : Nom : J.F. Vernoux Vérifié le 9 juillet 2008 Approbateur : Nom : E. Palvadeau Approuvé le 19 septembre 2008 En l absence de signature, notamment pour les rapports diffusés en version numérique, l original signé est disponible aux Archives du BRGM. Le système de management de la qualité du BRGM est certifié AFAQ ISO 9001:2000. I M 003 - AVRIL 05
Mots clés : Alimentation en eau potable ; Autorisation de prélèvement ; Bevinco, Biguglia ; Champ captant ; Intrusions salines ; Nappe alluviale ; Haute-Corse. En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante : Frissant N. (2008) Avis sur le dossier d autorisation de prélèvement en milieu naturel champ captant de Suariccia Commune de Biguglia Haute Corse. Rapport BRGM/RP-56437-FR. 26 p., 6 ill., 1 ann. BRGM, 2008, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l autorisation expresse du BRGM.
Avis sur les prélèvements du SIVOM de la Marana à Biguglia Synthèse La Direction Départementale de l Agriculture et de la Forêt, en charge de la Police de l eau, a demandé au BRGM dans le cadre de ses actions d appui à la Police de l eau un avis hydrogéologique sur une demande d autorisation de prélèvement dans le milieu naturel. Il est demandé au BRGM de donner un avis sur le dossier de demande d autorisation de prélèvement d eau dans le milieu naturel déposé par le Syndicat Intercommunal à Vocation Multiple (SIVOM) de la Marana pour un champ captant situé sur la commune de Biguglia. Le SIVOM de la Marana prélève à ce jour 624 m 3.j -1 en moyenne sur l année sans autorisation et demande l autorisation de prélever 1200 m 3.j -1 au maximum sur l ensemble des trois forages du champ captant déjà en exploitation. L avis portera sur l impact des forages de Suariccia sur la nappe alluviale du Bevinco et particulièrement sur les intrusions salines. Le document de demande d autorisation reprend intégralement sans y apporter de complément une étude réalisée par le BRGM en 1993 dans laquelle a été réalisée un modèle hydrodynamique maillé fonctionnant en régime permanent de l aquifère du Bevinco. Différents scénaris ont été simulés et ont abouti à la définition d une courbe permettant de distribuer la ressource entre le SIVOM de la Marana et le Communauté d Agglomération de Bastia (CAB) de façon à éviter la contamination de l aquifère par le biseau salé. L exploitation des champs captant du SIVOM de la Marana et de la CAB sont étroitement interdépendants. D après les simulations réalisées par le BRGM en 1993, il apparaît qu une exploitation de 1 200 m 3.j -1 du champ captant du SIVOM de la Marana combinée à une exploitation du champ captant de la CAB de 2472 m 3.j -1 aurait pour impact la contamination saline de l aquifère en période d étiage. Le champ captant de la CAB devrait être le premier à être touché par cette contamination. Une réduction de l exploitation de l un des deux ou des deux champs captant serait alors nécessaire pour retrouver des teneurs en chlorure compatibles avec une distribution pour l alimentation en eau potable. Le modèle réalisé par le BRGM en 1993 ayant été réalisé en régime permanent, avec les données disponibles à l époque et l origine du sel étant peut être différente de celle envisagée (biseau salé) ou combinée à une autre (étang de Biguglia), les résultats du modèle sont à prendre avec précaution. Cependant en cas d autorisation de prélèvement de 1200 m 3.j -1 sur le champ captant du SIVOM de la Marana, il est recommandé de préconiser une surveillance accrue des intrusions salines par la réalisation de piézomètres, la mesure en continu du niveau piézométrique de la nappe et de la conductivité électrique de l eau souterraine. Ces données pourraient ensuite être utilisées pour définir des seuils d alerte (niveau piézométrique et/ou conductivité électrique de l eau) au delà desquels les débits d exploitation devraient être diminués. La mesure et la bancarisation de l ensemble des débits journaliers sur les deux BRGM/RP-56437-FR Rapport final 5
champs captant et des valeurs de conductivité électrique et de niveau piézométrique pourraient permettre de réaliser une nouvelle courbe du partage des eaux possible entre les deux champs captant.
Avis sur les prélèvements du SIVOM de la Marana à Biguglia Sommaire 1. Contexte et objectifs de la demande... 9 2. Caractéristiques géologiques et hydrogéologiques de l aquifère du Bevinco 11 3. Commentaires sur la modélisation... 15 3.1. REGIME... 15 3.2. MISCIBILITE... 15 3.3. ORIGINES DES INTRUSIONS SALINES... 15 3.4. EXPLOITATION ACTUELLE ET SIMULATIONS DE 1993... 16 4. Données disponibles sur les débits exploités... 17 4.1. EXPLOITATION ACTUELLE... 17 4.2. AUTORISATION DE PRELEVEMENT DEMANDE... 17 5. Conclusion et recommandation... 19 Liste des illustrations Illustration 1 Localisation des forages du SIVOM de la Marana (en bleu), de la CAB (en rouge) et privé (en grenat)...13 Illustration 2 Répartition possible des débits prélevés entre la CAB et le SIVOM de la Marana (BRGM, 1993)...14 Illustration 3 Toit du substratum de l aquifère du Bévinco (BRGM, 1993)...23 Illustration 4 Piézométrie mesurée en Août 1992 (BRGM, 1993)...24 Illustration 5 Mur des limons mettant en captivité la nappe (BRGM, 1993)...25 Illustration 6 Coupes longitudinales de l aquifère du Valinco (EDACERE, 2008)...26 Liste des annexes Annexe 1 Cartes du substratum, du toit des limons, de la piézométrie et coupes longitudinales (Illustration 3 à 6)...21 BRGM/RP-56437-FR Rapport final 7
Avis sur les prélèvements du SIVOM de la Marana à Biguglia 1. Contexte et objectifs de la demande Le Syndicat Intercommunal à Vocation Multiple (SIVOM) de la Marana a déposé en mai 2008 un dossier administratif de régularisation d un certain nombre de ses captages d eau potable comprenant une demande d autorisation de prélèvement d eau dans le milieu naturel au titre de l article L.214-3 du code de l environnement, une demande d autorisation de distribuer l eau au titre du code de la santé publique et une demande de Déclaration d Utilité Publique (DUP) pour l instauration des périmètres de protection des captages. Le dossier a été établi par le bureau d études techniques EDACERE (Albertville). Le Service Environnement et Forêt de la Direction Départementale de l Agriculture et de la Forêt de Haute-Corse demande au BRGM de donner un avis sur l impact du champ captant de Suariccia sur la nappe alluviale du Bevinco et notamment sur les intrusions salines éventuelles. Le premier chapitre rappelle les caractéristiques géologiques et hydrogéologiques de l aquifère du Bevinco. Le deuxième chapitre reprend les principaux résultats des simulations effectuées par le BRGM en 1993 sur ce même aquifère et qui sont utilisés dans le dossier administratif de demande d autorisation. Une analyse critique de ce modèle est réalisée dans le troisième chapitre. Les principaux éléments relatifs aux débits de pompage des deux champs captant sont rappelés. Le dernier chapitre est consacré à l avis du BRGM sur l impact du prélèvement envisagé par le SIVOM de la Marana. BRGM/RP-56437-FR Rapport final 9
Avis sur les prélèvements du SIVOM de la Marana à Biguglia 2. Caractéristiques géologiques et hydrogéologiques de l aquifère du Bevinco Les alluvions du Bevinco sont constituées d un matériau sablo-graveleux de puissance variable et de qualité très hétérogène. Elles reposent sur des formations alluviales argileuses plus anciennes qui seront considérées comme substratum imperméable. Dans la partie amont, l épaisseur moyenne de ces alluvions sablo-argileuses perméables est de l ordre d une quinzaine de mètres. Vers l aval, cette épaisseur diminue au profit d une couverture limoneuse imperméable ou semi-perméable dont la puissance augmente vers l est, amenant la nappe à un artésianisme (principalement en hiver) plus ou moins important en bordure de l étang de Biguglia qui se manifeste par des sources temporaires («bollari») qui contribuent à la décharge de l aquifère en période de hautes eaux. L axe profond de l aquifère alluvial, identifié par géophysique (CPGF, 1963) se maintient en rive droite du Bevinco, s ouvrant principalement sur la partie Est de l étang et sur la Mer Thyrénienne. L alimentation de la nappe se fait essentiellement par les pertes du Bevinco en amont de la route nationale. Les eaux souterraines débouchent en mer après avoir circulées sous l étang de Biguglia. Les cartes du substratum, du toit des limons qui mettent en captivité la nappe et de la piézométrie ainsi que deux coupes longitudinales de l aquifère sont présentées en annexes (ces cartes figurent dans le document remis par le SIVOM de la Marana) (Illustrations 3 à 7). En 1993, le BRGM a réalisé une étude hydrogéologique sur l aquifère du Bevinco dont l objectif était de définir les débits mobilisables par les champs captant de la Communauté d Agglomération de Bastia et du Syndicat intercommunal à Vocation Multiple (SIVOM) de la Marana (Illustration 1) (Rapport BRGM R37489 4S CSC 93) 1. Cette étude a abouti à la réalisation d un modèle maillé utilisé en régime permanent et à la simulation de différents scénarios d exploitation définis par la CAB en concertation avec le SIVOM de la Marana. Les résultats prennent en compte l existence d une trentaine d ouvrages d exploitation autour des champs captant publics. Le modèle a été calé sur une carte piézométrique d août 1992, en période de basses eaux. Les résultats de cette étude sont : 1) la nappe alluviale du Bevinco est très sensible à l invasion d eau salée sous l action des pompages ; 1 Barbut J., Garnier JL, coll. Dominici R., Farand R., Juncy G. (1993) Etude sur les possibilités aquifères de la nappe alluviale du Bevinco. Simulations sur modèle mathématique. 18 p. + ann BRGM/RP-56437-FR Rapport final 11
Avis sur les prélèvements du SIVOM de la Marana à Biguglia 2) une courbe issue des différentes simulations permet de répartir la ressource en eau souterraine entre la CAB et le SIVOM de la Marana de façon à ce que la somme des débits mobilisés ne soit pas incompatible avec la pérennité de l exploitation vis-à-vis du risque d avancée du biseau salé et de la disponibilité de la ressource (Illustration 2). L abscisse représente le débit d exploitation du champ captant de la CAB. L ordonnée représente le débit d exploitation du champ captant du SIVOM de la Marana. Les six étoiles représentent chacune des simulations effectuées. La partie hachurée du graphique représente la zone au sein de laquelle les simulations montrent que l exploitation n est pas soutenable (invasion d un ou des champs captant par le biseau salé). Le débit total mobilisable sur les deux champs captant varie entre 100 et 140 m 3.h -1. Deux scénarios sont soutenables : a. simulation 3 : SIVOM de la Marana : 115 m 3.h -1, CAB : 26 m 3.h -1, total : 3384 m 3.j -1 ; b. simulation 5 : SIVOM de la Marana : 43 m 3.h -1, CAB : 52 m 3.h -1, total : 2280 m 3.j -1 ; 3) le champ captant de la CAB est plus vulnérable à la remontée du biseau salé que celui du SIVOM de la Marana qui serait protégé du biseau salé par le rétrécissement de l aquifère ; 4) le champ captant du SIVOM de la Marana peut potentiellement être plus productif que celui de la CAB : 170 m 3.h -1 sur le champ captant du SIVOM de la Marana en l absence de pompage sur celui de la CAB, moins de 75 m 3.h -1 sur celui de la CAB en l absence de pompage dans le champ captant du SIVOM de la Marana. BRGM/RP-56437-FR Rapport final 12
Avis sur les prélèvements du SIVOM de la Marana à Biguglia Illustration 1 Localisation des forages du SIVOM de la Marana (en bleu), de la CAB (en rouge) et privé (en grenat) BRGM/RP-56437-FR Rapport final 13
Avis sur les prélèvements du SIVOM de la Marana à Biguglia Illustration 2 Répartition possible des débits prélevés entre la CAB et le SIVOM de la Marana (BRGM, 1993) BRGM/RP-56437-FR Rapport final 14
Avis sur les prélèvements du SIVOM de la Marana à Biguglia 3. Commentaires sur la modélisation 3.1. REGIME Les simulations sont réalisées en régime permanent et reflètent un état d équilibre qui existerait avec une alimentation de l aquifère et des pompages constants et sans variation du niveau piézométrique de la nappe. Cette hypothèse est simplificatrice mais les données disponibles à l époque (1993) ne permettaient pas d effectuer une modélisation en régime transitoire. Les résultats sont donc à prendre avec précaution. 3.2. MISCIBILITE Le modèle considère que l eau de mer et l eau douce ne sont pas miscibles et que l interface entre les deux fluides est nette et, à priori, régie par des lois d hydrostatique. La modélisation en régime permanent n a pas pu prendre en compte les phénomènes de dispersion et de diffusion au niveau de l interface, ainsi que les phénomènes de mélange des deux fluides dû aux variations de charge de part et d autre de l interface (précipitation, variation des pompages, houle, marées) et à la vitesse de l eau douce. La zone de mélange peut être plus ou moins étendue en fonction de tous ces paramètres et de l hétérogénéité géologique de l aquifère. L impact de cette zone de mélange (ou de transition) sur l exploitation des champs captant peut être grand : 5 % d eau de mer dans de l eau douce suffit à la rendre non potable. 3.3. ORIGINES DES INTRUSIONS SALINES La seule origine du sel prise en compte dans le modèle est le biseau salé (pénétration d eau de mer dans l aquifère par le littoral). La possible contamination saline de l aquifère par la surface, depuis l étang de Biguglia, au travers des limons n a pas été abordé dans le rapport du BRGM de 1993. Les limons sont suffisamment imperméables pour mettre en charge la nappe, mais la présence d émergence à leur toit («bollari») à proximité de l étang en période de hautes eaux pourraient montrer qu ils existent des zones suffisamment perméables pour permettre des circulations d eau en leur sein. En période d étiage, à la faveur d un abaissement du niveau piézométrique, les charges entre l étang et la nappe pourraient s inverser et permettre une infiltration des eaux de l étang dans la nappe. Ces circulations se feraient préférentiellement là où l épaisseur de limon est minimale. Dans cette configuration, comme dans celle envisagée par la modélisation (biseau salé), le champ captant de la CAB serait également plus vulnérable aux intrusions salines que celui du SIVOM de la Marana. A ce jour, le champ captant du SIVOM de la Marana n a jamais subi de contamination saline, contrairement à celui de la CAB qui y est confronté en période d étiage. Une combinaison des deux phénomènes est également envisageable. BRGM/RP-56437-FR Rapport final 15
Avis sur les prélèvements du SIVOM de la Marana à Biguglia Il n est cependant pas possible dans le cadre de ce travail de trancher sur l origine de la contamination saline. 3.4. EXPLOITATION ACTUELLE ET SIMULATIONS DE 1993 Actuellement, environ 1 130 000 m 3 par an sont prélevés par les deux champs captant (soit 129 m 3.h -1 en moyenne sur l année en régime permanent). Le SIVOM de la Marana prélève 230 000 m 3 environ au niveau de trois forages équipés pour un débit d exploitation de 45 m 3.h -1 chacun (soit 26 m 3.h -1 en moyenne sur l année en régime permanent). La CAB prélève 900 000 m 3 par an au niveau de six forages (soit 103 m 3.h -1 en moyenne sur l année en régime permanent). Le scénario actuel n a pas fait l objet d une simulation spécifique dans l étude BRGM de 1993. Cependant : - Les résultats des modélisations montraient qu à l étiage un débit d exploitation du champ captant de la CAB supérieur à 70 m 3.h -1 sur 24 heures en l absence d exploitation du champ captant du SIVOM de la Marana devait aboutir à des contaminations salines. A ce jour la CAB, (exploitation de 103 m 3.h -1 ) est régulièrement confrontée à des contaminations salines de son champ captant en période d étiage ; - Les résultats de la modélisation montraient que le débit total d exploitation sur les deux champs captant réunis devait être inférieur à 140 m 3.h -1 avec une exploitation maximale sur le champ captant du SIVOM de la Marana. Ce débit est aujourd hui quasiment atteint, avec une répartition des pressions quantitatives différentes de celles prévues et des contaminations salines sur les forages de la CAB. Les résultats du modèle, bien que perfectible, peuvent être considérés comme globalement satisfaisants. Les conditions actuelles d exploitation donnent des résultats en accord avec le modèle (intrusions salines pour la CAB). BRGM/RP-56437-FR Rapport final 16
Avis sur l extension de la carrière de Forcaticcio 4. Données disponibles sur les débits exploités 4.1. EXPLOITATION ACTUELLE Actuellement, environ 1 130 000 m 3 par an sont prélevés par les deux champs captant (soit 129 m 3.h -1 en moyenne sur l année en régime permanent). Le SIVOM de la Marana prélève 230 000 m 3 environ au niveau de trois forages équipés pour un débit d exploitation de 45 m 3.h -1 chacun (soit 26 m 3.h -1 en moyenne sur l année en régime permanent). La CAB prélève 900 000 m 3 par an au niveau de six forages (soit 103 m 3.h -1 en moyenne sur l année en régime permanent). L arrêté préfectoral n 03/5005 en date du 08 janvier 2003 autorise «le prélèvement d un volume maximal de 100 m 3.h -1 sur chacun des six forages». Il est précisé que «le pétitionnaire prendra soin d ajuster la durée de prélèvement afin d éviter toute remontée du biseau salé préjudiciable à la qualité de la ressource». 4.2. AUTORISATION DE PRELEVEMENT DEMANDE Le SIVOM de la Marana souhaite régulariser sa situation. Les régimes de prélèvement maximums sollicités pour chacun des trois ouvrages du champ captant sont les suivants : 45 m 3.h -1 et 900 m 3.j -1 en période de pointe estivale, 100 000 m 3.an -1. Le prélèvement maximum total sur l ensemble du champ captant sera inférieur à 1 200 m 3.j -1 (soit 50 m 3.h -1 pendant 24 heures). BRGM/RP-56437-FR Rapport final 17
Avis sur l extension de la carrière de Forcaticcio 5. Conclusion et recommandation L exploitation des champs captant du SIVOM de la Marana et de la CAB sont étroitement interdépendants. D après les simulations réalisées par le BRGM en 1993, il apparaît qu une exploitation de 50 m 3.h -1 (ou 1 200 m 3.j -1 ) du champ captant du SIVOM de la Marana combiné à une exploitation du champ captant de la CAB de 103 m 3.h -1 (ou 2472 m 3.j -1 ) aurait pour impact la contamination saline de l aquifère en période d étiage. Le champ captant de la CAB devrait être le premier à être touché par cette contamination. Une réduction de l exploitation de l un des deux ou des deux champs captant serait alors nécessaire pour retrouver des teneurs en chlorure compatibles avec une distribution pour l alimentation en eau potable. Le modèle réalisé par le BRGM en 1993 et sur lequel est fondé la demande d autorisation, ayant été réalisé en régime permanent, avec les données disponibles à l époque et l origine du sel étant peut être différente de celle envisagée (biseau salé) ou combinée à une autre (étang de Biguglia), les résultats du modèle sont à prendre avec précaution. Cependant en cas d autorisation de prélèvement de 1200 m 3.j -1 sur le champ captant du SIVOM de la Marana, il est recommandé de préconiser une surveillance accrue des intrusions salines par la réalisation de piézomètres, la mesure en continu du niveau piézométrique de la nappe et de la conductivité électrique de l eau souterraine. Ces données pourraient ensuite être utilisées pour définir des seuils d alerte (niveau piézométrique et/ou conductivité électrique de l eau) au delà desquels les débits d exploitation devraient être diminués. La mesure et la bancarisation de l ensemble des débits journaliers sur les deux champs captant et des valeurs de conductivité électrique et de niveau piézométrique pourraient permettre de réaliser une nouvelle courbe empirique du partage des eaux possible entre les deux champs captant et de préciser les débits maximum à ne pas dépasser. Une étude sur l hydrosystème de l étang de Biguglia va être prochainement menée par le BRGM pour le compte du Département de Haute-Corse. Des précisions sur la structure et le fonctionnement de l aquifère du Bevinco seront apportées et pourraient être utilisées pour optimiser la gestion des deux champs captant du Bevinco BRGM/RP-56437-FR Rapport final 19
Avis sur les prélèvements du SIVOM de la Marana à Biguglia Annexe 1 Cartes du substratum, du toit des limons, de la piézométrie et coupes longitudinales BRGM/RP-56437-FR Rapport final 21
Avis sur les prélèvements du SIVOM de la Marana à Biguglia Illustration 3 Toit du substratum de l aquifère du Bévinco (BRGM, 1993) BRGM/RP-56437-FR Rapport final 23
Avis sur les prélèvements du SIVOM de la Marana à Biguglia Illustration 4 Piézométrie mesurée en Août 1992 (BRGM, 1993) BRGM/RP-56437-FR Rapport final 24
Avis sur les prélèvements du SIVOM de la Marana à Biguglia Illustration 5 Mur des limons mettant en captivité la nappe (BRGM, 1993) BRGM/RP-56437-FR Rapport final 25
Avis sur les prélèvements du SIVOM de la Marana à Biguglia Illustration 6 Coupes longitudinales de l aquifère du Valinco (EDACERE, 2008) BRGM/RP-56437-FR Rapport final 26
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