Géologie et hydrogéologie des RESERVOIRS PLIO-QUATERNAIRES dans le secteur du Bassin d’Arcachon

par Pauline CORBIER - BRGM Aquitaine

L’étude décrite ci-dessous s’inscrit dans le cadre de la convention « Gestion des Eaux Souterraines   en Région Aquitaine » signée entre l’État, la Région Aquitaine et le BRGM pour la période 2002-2006, puis pour la période 2008-2012 (renouvellement) avec le concours financier de l’Agence de l’Eau Adour-Garonne et du Conseil Général de la Gironde.

Les premières années ont été consacrées à la définition des contextes géologique et hydrogéologique du pourtour et du Bassin   d’Arcachon, dans le but de disposer d’éléments d’orientation pour la création des réseaux de surveillance des nappes   et pour établir les bases du modèle.

Les travaux récents menés dans le cadre de la convention régionale 2002-2006 sur la « reconnaissance des potentialités aquifères   du Plio-Quaternaire des Landes de Gascogne et du Médoc en relation avec les SAGE » ont abouti à la création d’un modèle géologique de l’ensemble des formations Plio-Quaternaire :


Une campagne de mesures et de prélèvements a donné lieu à une caractérisation hydrochimique de la nappe   superficielle et a permis de retracer les mécanismes d’acquisition de la minéralisation de cette eau :

Deux campagnes de mesures, basses et hautes eaux, ont permis d’établir une piézométrie   de référence, qui illustre le résultat attendu pour une zone marécageuse asséchée/drainée, à savoir que le niveau d’eau est essentiellement contrôlé par la topographie et que les échanges se font toujours de la nappe   vers les cours d’eau :


De manière à pouvoir mesurer les différences de fonctionnement entre la nappe   superficielle et les deux nappes   sous-jacentes, deux nouveaux piézomètres ont été forés (20 et 70 m) et équipés, à proximité d’un point préexistant, proche de l’aéroport de Villemarie et six enregistreurs automatiques de niveau d’eau ont été mis en place.

Sur la base de ces données, un modèle hydrodynamique a été construit et mis en œuvre. La définition des unités hydrogéologiques intégrées a été faite de manière à prendre en compte autant que possible la complexité de la zone d’étude, sans pour autant aboutir à un modèle trop détaillé :

  • le Plio-Quaternaire proprement dit :
    • le Quaternaire, formation la plus superficielle sur une grande partie de la zone d’étude et parfois nettement individualisée des couches inférieures par les argiles de Brach ;
    • le Pliocène, formation puissante, fortement perméable et affleurante sur une partie conséquente de la zone d’étude ;
  • deux formations Miocène, en relation directe avec les aquifères   Plio-Quaternaire :
    • les Sables fauves et les Sables verts, parfois nettement individualisés des couches supérieures par les Glaises Bigarrées. Cette formation est considérée comme peu perméable mais fortement capacitive ;
    • le Miocène gréseux calcaire, fortement perméable.

La topographie prise en compte intègre des données issues du modèle numérique de terrain (MNT) au pas de 50 m de l’IGN, des cartes IGN à 1/25 000 et de la bathymétrie du Bassin   et des passes, fournie par le SIBA (Syndicat Intercommunal du Bassin   d’Arcachon).

La géométrie des couches Plio-Quaternaire provient de la modélisation géologique au pas de 250 m du Plio-Quaternaire des Landes de Gascogne et du Médoc.

Les différentes couches ainsi définies ont été introduites dans le logiciel Marthe qui servira à la modélisation hydrogéologique, toujours sur un maillage de 100 m de côté. Le modèle est constitué d’un total de 1.241.610 mailles actives.
Le travail de calage a permis de reproduire de façon satisfaisante les variations de piézométrie   des nappes   et de débit des cours d’eau.

Le modèle reste néanmoins sous-contraint, du fait du manque de données et ses résultats ne peuvent donc pas être considérés comme suffisamment quantitatifs pour servir par exemple d’outil de gestion. Il permet toutefois de mieux appréhender le fonctionnement du système :

  • estimation des débits d’échanges entre les nappes   et localisation des zones de drainance ascendantes ou descendantes

  • enfin démonstration que si la majeure partie de l’alimentation en eaux douce du Bassin   d’Arcachon transite par les cours d’eau, une part, pouvant varier de 1% en hautes eaux à 10 % en basses eaux, provient directement de la nappe  .

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