A quoi sert le MONA ?



Le modèle hydrodynamique nord-aquitain ou « MONA » a été développé, par le BRGM, dans les années 1990, suite au constat de la baisse importante des niveaux piézométriques de la nappe   d’eau souterraine de l’Éocène, en Gironde. Cet aquifère   est, en effet, l’un des plus exploités en Aquitaine, pour l’alimentation en eau potable  .

Le modèle MONA est utilisé comme un outil d’aide à la compréhension du fonctionnement des systèmes aquifères   et sert également d’appui aux politiques publiques pour la gestion des eaux souterraines  .

De nombreux développements du modèle se sont succédés dans le cadre des deux conventions régionales « Gestion des eaux souterraines   en région Aquitaine », signées entre l’État, la Région Aquitaine et le BRGM, avec le concours financier de l’Agence de l’Eau Adour-Garonne et de l’Europe (fonds FEDER). Le MONA a beaucoup évolué pour arriver à un niveau de représentativité du milieu souterrain toujours plus fin.

1 - Un MONA pour répondre à des questions précises

Ce modèle répond principalement à des problématiques de nappes   profondes, à renouvellement lent.
Il est notamment utilisé pour faire le diagnostic de l’état de la ressource :

  • y a-t-il surexploitation de la ressource ?
  • peut-on atteindre un nouvel équilibre et au bout de combien de temps ?

L’évaluation concerne également l’offre potentielle :

  • si l’équilibre de la nappe   est menacé, quelle quantité d’eau faut-il économiser ?
  • peut-on solliciter le stock sur une certaine durée (en misant sur les capacités de « renouvellement » de la nappe  ) ?
  • quel sera l’impact de nouvelles ressources de substitution ?

Le MONA permet la gestion de la ressource en eaux profondes, contribuant à valider des stratégies d’exploitation fondées sur des scénarios simulés par le modèle.

Représentation en trois dimensions des formations géologiques aquifères, prises en compte dans le MONA ©BRGM"
Représentation en trois dimensions des formations géologiques aquifères, prises en compte dans le MONA ©BRGM

2 - Des versions toujours plus performantes

Le MONA a été élaboré à partir du logiciel de modélisation MARTHE [1].
C’est un modèle « multicouche », dans lequel chaque aquifère   est représenté par une couche.

Le MONA a évolué vers des versions de plus en plus perfectionnées :

MONA V1

Au début des années 1990, la première version du modèle est construite avec un maillage de 5 km de côté. Le modèle simule alors les écoulements au sein de 4 couches aquifères (Mio-Plio-Quaternaire, Oligocène, Eocène et Campano-Maastrichien). Il est utilisé pour tester différentes solutions alternatives, permettant de limiter les prélèvements dans la nappe   éocène (études réalisées dans le cadre du schéma directeur de gestion des ressources en eau de la Gironde).

MONA V2

La seconde version date de 1996. Elle simule, à la maille de 5 km, les écoulements au sein de 5 couches aquifères (Mio-Plio-Quaternaire, Oligocène, Eocène, Campano-Maastrichien et Turonien-Coniancien-Santonien.
Elle a notamment été utilisée, par le BRGM, dans le cadre du SAGE Nappes   Profondes de Gironde, pour évaluer les économies d’eau à réaliser et proposer des réductions de prélèvements ou la mise en œuvre de ressources de substitution.
Plusieurs actualisations de cette version ont été réalisées, notamment la version V2B, qui compte en plus les aquifères   du Cénomanien et du Jurassique.

MONA V3

Ce modèle, qui correspond à la version opérationnelle, prend en compte un pas de 2 km de côté, un total de 15 couches (Plio-Quaternaire, Langhien-Serravallien (Helvétien), Aquitanien-Burdigalien, Oligocène, Eocène supérieur, Eocène moyen, Eocène inférieur, Campano-Maastrichien,Coniacien-Santonien, Turonien, Cénomanien, Tithonien, Kimméridgien, Bathonien-Callovo-Oxfordien et Bajocien). Il a notamment été utilisé pour les besoins d’une étude sur l’évaluation des ressources en eau de l’Eocène dans le Bergeracois (rapport BRGM/RP-56301-FR).

MONA V4

C’est la version en cours de développement, consultable dans l’Espace cartographique du SIGES. Elle contient 30 couches (dont 15 aquifères   allant du Plio-Quaternaire au Jurassique moyen, 14 épontes et une couche de recouvrement), et est découpée en maille de 500 m de côté. Les travaux relatifs aux derniers développements du modèle sont repris dans le rapport BRGM/RP-65039-FR.

3 - Des exemples de l’utilisation du MONA

Le modèle a notamment été utilisé dans le cadre du schéma directeur de gestion de la ressource en eau de la Gironde, puis du SAGE « Nappes Profondes » de Gironde, pour chiffrer les économies d’eau à réaliser et proposer des réductions de prélèvements ou des ressources de substitution. Plus ponctuellement, il a permis de simuler l’impact sur la ressource de nouveaux champs captant dans le secteur de Sainte-Hélène en Gironde [ (Pédron et al., 2009) ; (Saltel, 2012) ; (Cabaret et al., 2012) ] et a aussi servi à réaliser des simulations prospectives permettant d’évaluer les effets de différentes conditions de recharge   et d’exploitation de la ressource sur les nappes   du Secondaire de Dordogne et du Lot-et-Garonne (Platel et al., 2010). D’un point de vue plus global, le modèle a été utilisé pour apporter des éléments techniques permettant appuyer la définition de volumes prélevables dans toutes les nappes   captives du nord du Bassin   aquitain (Gomez et al., 2010) et pour réaliser des simulations prospectives dans le cadre de la révision du SAGE « Nappes   profondes » de Gironde [ (Saltel et al., 2012) ; (Cabaret et al., 2012) ]. Le modèle a également été utilisé dans le cadre du projet national « Explore 2070 » visant à étudier les impacts du changement climatique sur les eaux souterraines   (Saltel et al., 2012).

Pour en savoir plus :
visionnez la vidéo « Le modèle Modèle Nord Aquitain » : https://youtu.be/pCYK7oW96X4
découvrez le projet « Explore 2070 »

article rédigé par B. Papion (Terre & Océan) et revu par M. Saltel (BRGM)

[1Modélisation d’Aquifères par maillage Rectangulaire en régime Transitoire pour le calcul Hydrodynamique des Écoulements

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