Evaluation de la RESSOURCE EN EAU de l’EOCÈNE dans le Bergeracois

Les zones d’alimentation des nappes   profondes du nord du Bassin   Aquitain se localisent principalement dans le département de la Dordogne. C’est notamment le cas pour les nappes   de l’Éocène qui constituent, dans le sud–ouest du département, une ressource en eau de qualité de plus en plus exploitée. La baisse des niveaux piézométriques observée depuis plusieurs années dans certains secteurs, liée à l’augmentation des prélèvements, a permis de mettre en évidence la nécessité d’évaluer au mieux la ressource en eau de l’Eocène pour mieux la gérer.

L’objectif des études entreprises était d’évaluer cette ressource en eau dans la zone bergeracoise et de fournir des éléments techniques pertinents pour sa gestion grâce à l’utilisation du modèle hydrodynamique Nord-Aquitaine (MONA).

Pour cela, plusieurs phases de travail ont été programmées :

• Phase 1 : la réalisation d’une synthèse géologique et hydrogéologique permettant de préciser la géométrie des réservoirs et les données spatio-temporelles de l’Eocène à intégrer dans le MONA. Cette première phase a fait l’objet d’un rapport de synthèse (rapport BRGM/RP-52528-FR) ;
• Phase 2 : la réalisation d’une simulation d’exploitation tendancielle avec le modèle MONA.

1. Construction et intégration du modèle géologique au Modèle Nord-Aquitain

Le secteur étudié se situe au nord-est du Bassin   Nord Aquitain. En raison de l’alternance des dépôts dans ce secteur, le Tertiaire y est considéré comme un aquifère   multicouche complexe. Cependant, 3 réservoirs principaux peuvent être distingués :

• Eocène inférieur : sables grossiers et graviers très peu argileux correspondant à des complexes deltaïques (épaisseur d’environ 50 mètres) ;
• Eocène moyen : calcaires gréseux de plate-forme et sables hétérométriques alternant avec des argiles ;
• Eocène supérieur : molasses inférieures, calcaires lacustres   interstratifiés (servant de collecteur à de nombreuses sources à faibles débits).

254 ouvrages, repérant les différents horizons aquifères  , ont permis d’établir des cartes en isohypses des toits et murs des formations aquifères   de l’Eocène sur la zone d’étude.

La base de données constituée de coupes de forages, de prélèvements, de données piézométriques et de données de recharge, a été intégrée au Modèle Nord-Aquitain dont la représentativité a ainsi été améliorée.

Des cartes du toit, du mur et de l’épaisseur des nappes   pour chacun des aquifères   éocènes ont pu être tracées. Des cartes représentant la géométrie des réservoirs sur la totalité de leur extension sont également disponibles (rapport BRGM/RP-52528-FR).

2. Actualisation du recueil des données et simulations

Les inventaires des données géologiques et hydrogéologiques ont contribué à faire progresser les connaissances sur les aquifères   profonds de la région.

2.1. Actualisation des données spatio-temporelles sur la période 2002-2006

Au total, dans les nappes   du Bergeracois, 115 ouvrages disposant d’au moins une valeur de prélèvement   depuis 1950 ont été recensés. Le constat est que les prélèvements dans l’Eocène n’ont cessé d’augmenter depuis cette date. La plus forte hausse a eu lieu dans les années 80 et au début des années 90. Ils tendent à se stabiliser depuis 1994.
Le cumul de tous les prélèvements dans le Bergeracois, estimés ou relevés, aboutit à 14,05 millions de m³ en 2006.

L’aquifère   de l’Eocène supérieur, principalement sollicité pour l’agriculture et pour les usages individuels, apparait peu exploité depuis le début des années 2000.

Les aquifères   de l’Eocène moyen et inférieur sont les plus sollicités avec respectivement 7,5 et 6,4 millions de m³ prélevés en 2006.
La part des prélèvements en Gironde représente 91% (60,3 Mm³) contre à peine 7% (4,7 Mm³) en Dordogne et 2% (1,5 Mm³) en Lot-et-Garonne.
En terme d’usage de l’eau, l’alimentation en eau potable   correspond à 76 % du total des prélèvements (10,7 Mm³ en 2006), répartis à parts égales dans l’Eocène moyen et inférieur. La Gironde et la Dordogne consacrent respectivement 57 et 85 % de leurs prélèvements dans l’Eocène à l’alimentation en eau potable  .

Figure 2 : Répartition des prélèvements sur la zone d’étude en 2006
en fonction de la nappe   et de l’utilisation

Toutes ces données ont été introduites dans le Modèle Nord-Aquitain.

Les données de pluies et d’ETP sur la station météorologique de Bergerac ont été prises en compte dans le calcul de la recharge de l’Eocène du MONA v3.1, permettant ainsi de modéliser plus finement les écoulements dans ce secteur.

Afin de voir l’évolution de la piézométrie de l’Eocène dans le Bergeracois en l’espace de 5 ans, une carte piézométrique   Basses Eaux 2006 a été tracée en complément de celle déjà réalisées en 2001 lors de la Phase 1 de l’étude.

On constate qu’à l’ouest de Bergerac, les nappes   de l’Eocène inférieur et moyen sont fortement sollicitées pour les besoins en eau potable des départements de la Dordogne et de la Gironde. Il en résulte un creux piézométrique   qui s’accentue chaque année. L’isopièze 0 NGF du secteur de Bergerac se confond alors totalement avec celle présente au sud-ouest, et bien individualisé en 2001, et correspondant au creux piézométrique   bordelais.

En terme d’évolution, alors que les niveaux piézométriques dans l’Eocène supérieur, mesurés sur près de 10 ans, apparaissent relativement stables dans le temps, ceux de l’Eocène moyen et inférieur, sont en baisse constante depuis plus de 30 ans.

Cette évolution est à mettre en relation avec les prélèvements dans ces deux nappes  , qui, sur la même période, n’ont cessé d’augmenter. L’ampleur de la baisse piézométrique   n’est cependant pas la même partout. Dans l’Eocène inférieur, le secteur le plus touché se situe dans la vallée de la Dordogne (baisse de 0,7 à 0,9 m/an). Dans l’Eocène moyen, les baisses les plus marquées sont relevées au sud-est de Saint-Emilion (environ 0,6 m/an).

2.2. Travaux de modélisation à l’aide du MONA

L’utilisation du Modèle Nord-Aquitain dans sa version 3.1-2003 est venue confirmer ce que la comparaison des cartes piézométriques de l’Eocène (inférieur et moyen) de 1991 et 2001 avait déjà mis en évidence : la nette progression de la dépression piézométrique   bordelaise vers l’est laissant supposer une influence des conditions d’exploitation de la zone bordelaise sur la piézométrie de l’Eocène du Bergeracois.

Trois scénarios ont été testés permettant d’étudier le comportement des nappes   éocènes dans le Bordelais et le Bergeracois. Ils ont montré que la modulation des prélèvements dans l’un des secteurs a des répercussions sur la piézométrie de l’un comme de l’autre de ces secteurs.
Il en résulte que la gestion de la ressource doit se concevoir dans « un plan de gestion globale » intégrant les départements de la Gironde, de la Dordogne et du Lot-et-Garonne.

Les données mettent également en évidence que, concernant les prélèvements dans l’Eocène, il est nécessaire de tenir compte du déficit en eau et de l’inertie de ces nappes   à retrouver un état d’équilibre.

Les résultats montrent que la poursuite de la baisse des niveaux piézométriques est d’autant plus marquée que le déficit de recharge des nappes   est important.
Ces simulations prédictives permettent de confirmer l’ampleur de la pression exercée sur la ressource en eau de l’Eocène moyen et inférieur du Bergeracois.

Pour les simulations, la version MONA V3.1-2006p a été utilisée.

Un scénario tendanciel prospectif complexe avec 2 hypothèses de recharge a été réalisé. Concernant ces deux scénarios de recharge (de pluies efficaces), l’un s’appuie sur les données de l’année 1999 (année moyenne) et l’autre sur celles de 2006 (année plus sèche).

Compte tenu des larges interactions mises en évidence entre le secteur Bergeracois et la zone de dépression bordelaise, il a fallu prendre en compte les tendances d’exploitation envisagées à l’horizon 2015 sur l’ensemble des ouvrages éocènes du département de la Gironde.

Les résultats des simulations se présentent sous la forme :

• de cartes piézométriques restituées par le modèle sur la période 2007-2015,
• de chroniques piézométriques permettant de voir l’évolution des niveaux sur des ouvrages.

Figure 3 : Carte piézométrique   de l’Eocène moyen restituée par le MOdèle Nord Aquitain-année 2015 - Scénario tendanciel - recharge 1999 (année moyenne) appliquée à la période 2007-2015

Les résultats montrent que la baisse des niveaux se faisait de façon linéaire sur une très grande majorité des points de calage du modèle sans qu’une amorce de stabilisation soit observée en 2015 indiquant uns situation de déséquilibre structurel de la ressource.

La prise en compte de 2 scénarios climatiques distincts a permis de voir qu’une recharge inférieure de 30 à 40 % à la moyenne observée depuis 1972 sur une dizaine d’années impacterait nettement les niveaux piézométriques.

La réalisation de ce scénario tendanciel permet de montrer que les niveaux de prélèvements envisagés dans l’Eocène inférieur et moyen sur un moyen terme (10 ans) ne permettraient pas de maintenir la ressource dans son état actuel. Il apparait nécessaire de mener une gestion concertée et raisonnée pour en assurer la pérennité sur le long terme tout en satisfaisant au mieux les besoins prioritaires en eau pour les 3 départements concernés.

Cette politique de gestion devra intégrer l’importance du déficit en eau et l’inertie des nappes   à retrouver un état d’équilibre.