Elaboration de règles de gestion volumique de la ressource en eau pour les bassins versants de la Somme-Soude et de la Coole dans la Marne (51)

Suite à de nombreuses périodes d’assec dans les cours d’eau et à des difficultés d’approvisionnement sur certains forages d’alimentation en eau potable  , il est apparu nécessaire de mettre en œuvre une gestion de la ressource en eau plus adaptée, qui prendrait à la fois en compte les besoins et le stock utilisable.

A la demande conjointe de la DDAF de la Marne   et de la DIREN Champagne-Ardenne, et sur le principe de l’étude menée précédemment (en 2002-2004) sur le bassin versant   de la Barbuise, le BRGM a réalisé une étude des bassins versants de la Somme-Soude et de la Coole, situés intégralement dans le département de la Marne   en zone crayeuse (superficie de 765 km2).

Figure 1 - Localisation des bassins versants Somme-Soude et Coole (51) (BRGM) -  voir en grand cette image"
Figure 1 - Localisation des bassins versants Somme-Soude et Coole (51) (BRGM)

Les résultats sont présentés dans les rapports BRGM/RP54178-FR de d’octobre 2006, BRGM/RP-54978-FR de décembre 2006 et BRGM-RP-57511-FR de juillet 2009.

L’interprétation des données collectées a conduit à mieux connaître l’importance des prélèvements, à préciser les usages et leurs répartitions sur le périmètre d’étude et à identifier les secteurs où la pression est la plus grande. Ainsi, les prélèvements les plus importants sont équitablement répartis dans le bassin de la Somme-Soude. Par contre, dans le bassin de la Coole, le principal usage est agricole et se concentre dans les 2/3 amont du bassin.

La modélisation « pluie-débit   » a été entreprise avec le logiciel GARDENIA à partir de la chronique de débits journaliers disponible sur la Soude à Soudron (avec toutefois une interruption de décembre 1999 à avril 2005).

Pour la modélisation « pluie-niveau », le piézomètre   des Grandes-Loges, bien que situé hors du périmètre d’étude, a été retenu en raison de la longueur de sa chronique qui remonte à 1969, de la qualité de ses mesures et de sa représentativité pour la masse d’eau   crayeuse constituant la « ressource en eau » des bassins versants étudiés. Ce piézomètre   a d’autre part été retenu comme un index de gestion non influencé pouvant servir à l’élaboration des règles de gestion.

Une relation a été établie entre le niveau piézométrique   aux Grandes-Loges au 15 avril de chaque année et le nombre de jour entre mai et août où le débit   de la Soude à Soudron est inférieur au QMNA5. Trois niveaux de seuil ont été proposés sur la base d’une situation des niveaux piézométrique   (NP) de la nappe aux Grandes-Loges le 15 avril :

  • NP \ge 94,7 m NGF => aucun seuil ;
  • 93 \le NP < 94,7 m NGF => Seuil de vigilance ;
  • 91\le NP < 93 m NGF=> Seuil d’alerte ;
  • NP < 91 m NGF => Seuil de crise.

La règle de gestion proposée aux termes de la phase de modélisation (Figure 2) repose sur la relation existant entre le niveau piézométrique   enregistré aux Grandes-loges (01584X0023/LV3) le 15 avril de chaque année (index représentatif de l’état de remplissage de l’aquifère   en conditions non influencées) et le nombre de jour où le débit   de la Soude à Soudron est inférieur au QMNA5 (index représentatif du débit   d’étiage constaté dans la rivière).

Figure 2 - Proposition d'une règle de gestion sur la base d'une corrélation entre le nombre de jour où le débit de la Soude est inférieur au QMNA5 et le niveau piézométrique aux Grandes-Loges (BRGM) -  voir en grand cette image"
Figure 2 - Proposition d’une règle de gestion sur la base d’une corrélation entre le nombre de jour où le débit de la Soude est inférieur au QMNA5 et le niveau piézométrique aux Grandes-Loges (BRGM)

Les simulations réalisées pour le bassin de la Soude ont conduit à établir le bilan hydrologique moyen selon lequel les prélèvements en nappe représenteraient 5% de la pluie efficace moyenne annuelle et l’écoulement souterrain 10%. Des simulations complémentaires ont permis d’estimer l’impact d’une augmentation des prélèvements en nappe : on estime que 0,631 Mm3/an prélevés en plus (soit une augmentation de 65% par rapport aux prélèvements 2003 estimés à 0.974 Mm3/an) augmenterait significativement le nombre assec.

A l’issue de ce premier rapport (Schmidt et al., 2006 - BRGM RP-54178-FR) portant sur la modélisation hydrodynamique globale des bassins versants de la Somme-Soude et de la Coole. L’étude avait permis de dresser le bilan hydrologique sur le bassin versant   de la Soude et de proposer une règle de gestion. L’extension et la validation du modèle à l’ensemble de la zone d’étude n’ont pas pu être réalisées fautes de connaissances suffisantes. Les données disponibles étaient en effet insuffisantes pour parvenir à un outil spatialisé correspondant aux attentes du comité de pilotage.

L’étude complémentaire réalisée fin 2006 (Chabart et al.,2006 - Rapport BRGM RP-54978-FR) a permis l’acquisition de nouvelles données de niveaux d’eau (eaux superficielles et eaux souterraines) indispensables à la compréhension du fonctionnement hydrodynamique des bassins versants étudiés et à la mise en œuvre d’un outil de gestion géoréférencé.

La méthode de jaugeage différentiel employée sur un maillage fin a permis d’appréhender à l’échelle des trois bassins versants étudiés (Somme-Soude, Coole et Pisseleu) les disparités de la ressource en eau. Une carte provisoire de sensibilité au prélèvement a été établie sur la base des résultats obtenus, notamment la localisation des zones de pertes et des zones de gains (Figure 3).

Figure 3 – Cartographie interprétative préliminaire de la « sensibilité » au prélèvement d'eau sur les bassins versants Somme-Soude-Coole (51) (BRGM) -  voir en grand cette image"
Figure 3 – Cartographie interprétative préliminaire de la « sensibilité » au prélèvement d’eau sur les bassins versants Somme-Soude-Coole (51) (BRGM)

Différentes hypothèses pour comprendre les disparités de ressource en eau ont été avancées. Des campagnes complémentaires de suivi des niveaux d’eau en rivière et en nappe permettraient d’approfondir le raisonnement et de mieux appréhender la problématique de la sensibilité au prélèvement. Dans cet objectif à plus long terme, l’équipement de 3 piézomètres complémentaires a été réalisé courant 2009 sur les communes de TRECON (01886X0067/PZ), CHENIERS (01884X0062/PZR) et BUSSY-LETTREE (01887X0093/PZ3) (Thuon et al., 2009 – Rapport BRGM-RP-57511-FR).

Bibliographie

  • SCHMIDT C., CHABART M. et NORMAND M. et (2006) - Elaboration de règles de gestion volumique de la ressource en eau pour les bassins versants de la Somme-Soude et de la Coole (51). Rapport BRGM RP-54178-FR version finale corrigée, 166 p., 69 figures, 29 tableaux, 17 annexes. http://infoterre.brgm.fr/rapports/RP-54178-FR.pdf
  • CHABART M., PANNET P., STOLLSTEINER P. MARDHEL V. (2006) – Etude des bassins versants de la Somme-Soude et de la Coole (51). Acquisitions de données complémentaires et mise en œuvre d’un SIG. Rapport BRGM RP-54978-FR. 62 p., 19 figures, 3 photos, 2 tableaux, 4 annexes. http://infoterre.brgm.fr/rapports/RP-54978-FR.pdf
  • THUON Y., COURTOT P. (2009) – Bassin versant de la Somme-Soude et de la Coole – Mise en place des piézomètres de contrôle – BRGM/RP-57511-FR – 76 p., 35 ill., 4 annexes.

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