GESTION ACTIVE DES EAUX SOUTERRAINES - Enjeux, état de l'art, freins & opportunités - BRGM
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GESTION ACTIVE DES EAUX SOUTERRAINES
Enjeux, état de l’art, freins & opportunités
Nathalie Dörfliger, Directrice de programme scientifique « Eaux souterraines et changement
global », BRGM/Direction Générale
Journée technique 18 juin 2019, Paris
Une gestion active des eaux souterraines, pourquoi ?
Importance Alimentation en Eau
Potable
en France
68% en provenance des eaux
souterraines
Mais
5.5 milliards m3 H20/an dont HETEROGENEITE
3.7 milliards m3/an d’eaux spatio-temporelle des précipitations, des
aquifères, ... Et des BESOINS
souterraines ET
Impact changement climatique
DIMINUTION recharge des aquifères
6500 aquifères
200 aquifères d’importance régionale
dont 175 aquifères libres et 25 aquifères captifs
(superficie entre 1000 et 100 000km²)
120 milliards m 3
/ an =
RESSOURCES EAUX SOUTERRAINES
Volume renouvelable
Journée technique 18 juin 2019, Paris
Une gestion active des eaux souterraines
Gestion durable des eaux souterraines
Prélèvement d’eau pour besoins
- Captage d’une source
- Forages et pompe; champ captant
Prélèvement < ou = Volume eau renouvelé /an
Pas de dommage sur écosystèmes, milieux aquatiques
Réinfiltration
USAGES
AEP Gestion active des eaux souterraines
- Favoriser infiltration de l’eau dans le sous-sol
Ressources H20 Souterraines - Optimiser prélèvements sur plusieurs
Agriculture
cycles
- Consolider des ressources dans le sous-sol
- Prévenir des inondations
Industries
- Importance du suivi des eaux souterraines et
Restitution Réutilisation de disposer d’outils, modélisation à l’échelle
Au milieu régionale et locale
naturel
Journée technique 18 juin 2019, Paris
Une gestion active des eaux souterraines Différents systèmes de recharge
Management Aquifer Recharge
Eaux de pluie
Eaux d’orage
Eaux de surface
Eaux usées traitées
Stockage en aquifère Filtration de berge
• +/- gourmands en et récupération
surface
• Recharge naturelle
renforcée
• Recharge artificielle Filtration de dune Bassin d’infiltration
• Amélioration de la
qualité
Traitement par le Sol et l’Aquifère Réservoir de percolation Réinfiltration eau de pluie
Pas nouveau Dillon P., 2005 Hydrogeology Journal, 13: 313-316
Pettenati M., ASCO Reuse, CVT Allenvi, 03 2016
Journée technique 18 juin 2019, Paris
Une gestion active des eaux souterraines
Connaissance du milieu aquifère Solutions fondées sur la nature
- Géométrie couches aquifères Végétalisation => impact sur ilots de
- Propriétés hydrodynamiques chaleur en zone urbaine
- Propriétés géochimiques
Favoriser infiltration au niveau de noues
Connaissance du territoire
=> recharge aquifère Quel est l’impact sur le volume
- Plan de gestion, Plan stocké dans le sous-sol ?
d’aménagement - À l’échelle d’un aquifère
- Structures de gestion - Considérant modification
- Acteurs de bilan hydrique
=> Observation, Simulation
Sensibilité – Variabilité climatique Quels sont les secteurs
Relation eaux de surface / eaux favorables ?
souterraines Optimisation des prélèvements - Fonctions de la nature du sol,
Gestion pluriannuelle en fonction sous-sol et nature de
de la variabilité de la recharge l’aquifère
Gestion active de systèmes karstiques - Traitements préalables –
décantation, filtration sable,
par ex. végétation..
Autres applications possibles, à partir
de modèles d’écoulement
Journée technique 18 juin 2019, Paris
Conceptual hydrodynamic and transport models Flow Solute transport
Des dispositifs divK (h) H S s
H
t
q
Advection
Des outils de conception MARTHE
Seq Ss
h S
Degradation
2DR 1
relative hydraulic conductivity
relative hydraulic
0.8 conductivity
Injection
0.6
Sorption
0.4
K
0.2
Ks
0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 SV Sm
pF KD S .k D kD
C C
0.3 …+ Freundlich, Langmuir)
Campagnes de suivi
0.25
moisture content (-)
retention curve
0.2
t
C C0 exp F .F T
0.15
T50 Ln(2)
0.1
0.05
0 Chain degradation
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
pF CEC#1 CEC# 2 CEC# 3 ...
T50#1 T50#2 T50#3
Constant infiltration of water Constant infiltration of water
Numerical hydrodynamic
3 and transport models with MARTHE software (Thiéry, 1990, 1993, 1994, 1995, 2015)
30 m /j Constant concentration = 1 (mg/l)
Hydraulic Head (m) 3 months
Concentration
Depth
Substratum depth Substratum depth
1 year
Moisture content (-)
Concentration
Depth
30 m3/j
Substratum depth Substratum depth
Length Length
Picot-Colbeaux et al. 2017, EIP Water Conference 2017
Journée technique 18 juin 2019, Paris
Des freins ? Des leviers ? Quelles opportunités pour une gestion
active des eaux souterraines ?
Connexion Petit et Grand Cycles de l’eau
Contre productif vis-à-vis d’une Impact positif sur milieu aquatique, sur la biodiversité
gestion sobre des ressources en Faible emprise sur foncier
eau Solutions fondées sur la nature
Entrave vis-à-vis de l’adaptation au Services écosystémiques Eaux souterraines
Changement climatique Emergence de nouvelles modalités de gestion et de
Coût économique des traitements partage de l’eau
en fonction des usages Suivi et Prévision état ressources en eau, à partir des
Qui paye pour quels usages ? données de réseau piézométrique et d’outils de
modélisation régionale et locale
Si ré-infiltration d’eaux usées Revisiter les volumes prélevables, gestion
traitées, demande d’autorisation du dynamique pluriannuelle de la recharge et des
préfet; dispositif d’expérimentation besoins
Journée technique 18 juin 2019, Paris
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