KarstEAU

Amélioration des connaissances sur les ressources en eau souterraine dans les formations carbonatées

 

Estimation des volumes d’eau souterraine exploitables dans les structures karstiques à l’échelle régionale :

Application à l’estimation des réserves karstiques Toulonnaises (Var).


1 / Contexte du projet


La retenue de Dardennes est un barrage artificiel mis en service en 1912, qui crée ainsi un plan d'eau utilisé pour l'alimentation en eau potable de la ville de Toulon. Ce plan d'eau est alimenté par plusieurs sources qui sourdent au fond de la retenue. Ce sont les exutoires de la limite Est de l'Unité géologique du Beausset, qui drainent les aquifères carbonatés superposés et interconnectés du Jurassique au Crétacé supérieur. Ces sources ont un fonctionnement karstique, avec de fortes crues et un débit d'étiage très faible (d'où la construction du barrage pour créer une réserve en eau d'étiage). De plus, en amont de la retenue se trouve un exutoire perché de trop-plein, dénommé le Ragas, qui crache ses eaux turbides lors des crues exceptionnelles quelques jours par an. Noyées depuis un siècle, les sources et leurs aquifères n'ont pas fait l'objet d'études détaillées. Les quelques mesures physico-chimiques réalisées montrent que la connexion hydraulique entre les sources et le Ragas évolue en fonction des périodes de basses-eaux ou de crues, et les sources présentent des anomalies de température indiquant une part d'alimentation profonde.


Une analyse des connaissances actuelles montre que la ville de Toulon se situe dans une zone très complexe de transition entre des roches peu aquifères de socle métamorphique et des séries sédimentaires calcaires potentiellement très capacitives en eau. Cette zone de transition est une limite hydrogéologique majeure qui influence les écoulements d’eaux souterraines à l’échelle régionale. Comprendre précisément son fonctionnement hydrogéologique dépasse largement l’échelle des sources de Dardennes. Pour cette raison, le périmètre d’étude du projet concernera une zone élargie autour des sources (Figure 1).


Il est à noter par ailleurs que l’unité du Beausset est incluse dans la masse d’eau FRDG_137 « Massifs calcaires de Ste Baume, Agnis, Ste Victoire, Mont Aurélien, Calanques et Bassin du Beausset »au sein de laquelle le SDAGE 2010-2015 demande d’identifier et de caractériser les ressources stratégiques pour l’alimentation en eau potable actuelle et future pour en assurer la préservation sur le long terme.


Il est proposé qu’en plus des développements méthodologiques académiques développés dans le cadre de ce projet, les travaux visent aussi à apporter des éléments pratiques nécessaires pour guider Véolia et Toulon dans l’optimisation de la gestion des ressources en eau du massif de Dardennes en améliorant la connaissance des réserves en eaux karstiques de la région toulonnaise et en améliorant la connaissance de l’hydrogéologie profonde au droit et aux bordures de la zone d’étude. Il s’agira de fournir des indications sur les volumes d’eaux souterraines exploitables, les volumes d’eau rechargés annuellement par les précipitations et une localisation de ces volumes à l’échelle des massifs karstiques régionaux.





























           










2 / Objectifs académiques des travaux proposés


Deux grands axes de recherches hydrogéologiques académiques seront développés en complémentarité dans la région des sources de Dardennes, mise en œuvre dans deux thèses de doctorat préparées au Laboratoire CEREGE – Centre Saint Charles, Université Aix-Marseille :

Johan Jouves (démarrage en 2013), sujet : Analyse quantitative de l’impact de la karstification sur l’emmagasinement en eau d’une épaisse série carbonatée - Méthodologie de reconstruction stochastique des structures karstiques.

  1. -Cécile Baudement (démarrage en 2014), sujet : Impact de la géodynamique Pyrénéenne et des grands évènements climatiques sur la structuration des réservoirs carbonatés aquifères de la marge ligure actuelle.


3/ Projet de recherche (période 2013- 2016)


*Tâche 1 : Analyse de la structuration karstique des massifs

Cette tâche consistera (i) à établir des liens entre l’histoire géologique (sédimentologique et tectonique) et les phases de karstification, (ii) à définir une typologie des formes karstiques présentes et à en établir un catalogue (basé sur des photos, des cartes et plans tridimensionnels d’affleurements et de structures souterraines par exemple reconnues par spéléologie) pour en faire une analyse de réseau, (iii) à faire une estimation des propriétés pétrophysiques (en particulier porosité, perméabilité et emmagasinement) de ces différentes formes karstiques.

-Tâche 1a – Diagnostic karstologique

-Tâche 1b - Analyse sédimentologique et structurale

-Tâche 1c - Estimation des propriétés hydrauliques à partir de mesures pétrophysiques en laboratoire et microgéophysiques à l’affleurement


*Tâche 2 : Analyses hydrogéologiques

L’objectif sera de mieux comprendre le rôle hydraulique en profondeur de la zone de transition structurale entre les massifs Nord toulonnais et la côte au Sud. Ce travail intègrera aussi les données issues des études hydrogéologiques réalisées dans le secteur du barrage de Dardennes. Le bilan des quantités d’eau souterraines transitant par les sources sera mené dans un premier temps par une approche « classique » basée sur la comparaison entre les débits et la chimie des sources et les volumes de précipitations efficaces sur les bassins versants. Il s’agira d’utiliser les données de suivis hydrochimiques existantes (Projet Karsteau, thèse A. Fournillon) et d’en acquérir de nouvelles (chimie, débit, température, données météorologiques). Pour compléter cette approche à l’échelle régionale, une approche à l’échelle des sources de Dardennes et du Ragas sera menée par l’analyse des chroniques de volumes d’eau exploités, enregistrés depuis de nombreuses années par l’exploitant.

*Tâche 3 : Intégration des données dans un modèle hydrogéologique régional

L’inter-comparaison des approches menées dans les tâches 1 et 2 du projet permettra une estimation quantitative des connexions des aquifères régionaux aux sources de Dardennes pour optimiser la gestion de la réserve en eau localement et à l’échelle de la région toulonnaise. Les modèles numériques reposant sur des données géologiques et hydrogéologiques de terrain intègreront le contexte géologique et karstologique régional et local.

-Tâche 3a - Modélisation numérique statique des structures karstiques et de leur capacité d’emmagasinement/perméabilité.

-Tâche 3b - Modéle hydrogéologique régional conceptuel

-Tâche 3c - Recommandations et scénarios de gestion


4 / Les Partenaires et organisations :



    Cerege, Aix-Marseille Université - Coordinateur

-Coordinateur du projet : Y.Guglielmi

-Collaborateurs:

M. B. Arfib (hydrogéologue)

Mme S. Viseur (modélisation stochastique)

M. P. Léonide (sédimentologue et pétrophysique des carbonates)

Mme J. Lamarche (géologue structuraliste)

M. M. Floquet (Sédimentologue)


Cenote

-Correspondants : M. H. Camus, M. G. Maistre


Véolia

-Correspondant : M. P. Lauras


Ville de Toulon

-Correspondant : Mme J. Bailleul


Agence de l'EAU Rhône-Méditerranée-Corse

-Correspondants : M. L. Cadilhac, Mme C. Monière




Contact :

Université Aix-Marseille, CEREGE Centre Saint Charles

Case 67 - 3 Place Victor Hugo

13331 MARSEILLE cedex 3

Coordinateur : M. Y. Guglielmi, email : guglielmi@cerege.fr


Site internet www.karsteau.fr

M. Bruno Arfib, Maître de Conférences,

Tél : 04 13 55 07 48, email : arfib@cerege.fr


Cette page de présentation du projet Dardennes 2013-2016 est téléchargeable au format pdf

Présentation du projet de recherche DARDENNES

2013-2016

Figure 1 : Délimitation schématique (en noir) de la zone d’étude

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