Recharge : la gestion active des nappes littorales
Pour déployer cette technologie dans les contextes où les ressources se raréfient, telles les zones littorales, il est nécessaire de lever plusieurs verrous liés à la complexité des sols et du sous-sol géologique ainsi qu’aux spécificités des hydrosystèmes en termes de qualité de l’eau et de son état écologique. Une telle démarche requiert d’intégrer les enjeux environnementaux propres à ces contextes défavorables, en tirant un maximum d’enseignements des conditions naturelles d’atténuation des contaminants et en identifiant les réactions géochimiques favorables.
Un premier diagnostic sur les possibilités de recharge artificielle
Les cartes de vulnérabilité à la pollution des eaux souterraines et la constitution de banques de données géologiques, hydrologiques, hydrogéologiques, climatiques et environnementales d’une région permettent de réaliser un premier diagnostic sur les possibilités de recharge artificielle. Mais la maîtrise des phénomènes du transport réactif à travers le continuum zone non- saturée/zone saturée est un préalable avant toute opération pilote et/ou industrielle de recharge d’un aquifère en dépression.
Digue gonflable amovible en période de crues sur le Gapeau. Elle maintient la nappe en charge et empêche la remontée du biseau salé. © BRGM - J. Casanova
Le projet "Recharge"
Le BRGM a développé plusieurs projets sur cette thématique, notamment avec Veolia Environnement Recherche et Innovation (VERI). C’est le cas de Recharge (dérivé du projet Regal : Recharge artificielle et gestion active des nappes littorales), conduit entre 2007 et 2011 sur la nappe alluviale du bas-Gapeau (Hyères), qui avait pour objectif d’étudier les processus d’atténuation et de géoépuration des sols et du sous-sol lors de l’infiltration des eaux usées traitées. Le projet visait également à développer une méthodologie intégrée adaptable aux différents contextes hydrogéologiques et climatiques.
Une démarche en trois étapes
La démarche s’est déployée en trois volets :
- l’acquisition des connaissances hydrogéologique et hydrodynamique du fonctionnement des aquifères littoraux soumis aux agressions du biseau salé ;
- le développement et le suivi sur dix-huit mois d’un pilote expérimental hors sol et sous mêmes conditions météorologiques (REUSE : Réutilisation des eaux usées), basé sur l’utilisation d’un sol artificiel ;
- la compilation de corpus de données thermocinétiques permettant notamment de simuler les processus microbiologiques et d’oxydo-réduction.
Adaptation du modèle Marthe
Ce dernier volet a débouché sur l’adaptation du modèle Marthe (outil de modélisation hydrodynamique et hydrodispersive des écoulements souterrains développé par le BRGM), aux fins de modéliser les transferts réactifs en zone non-saturée des différents polluants et ce, dans différentes conditions (température, pluviométrie, type de sol, conductivité, activité microbiologique…).
Ce modèle (Marthe-Reac) a permis d’optimiser la charge de l’eau recyclée destinée à la recharge artificielle en fonction du pouvoir de géoépuration de la zone non-saturée, et de simuler différentes mesures de protection contre la progression du biseau salé (recharge artificielle, pompage d’eau salé…) en comparant leur efficacité. Il est aujourd’hui utilisable dans n’importe quels contexte et exploitation industrielle.
Une autre adaptation du modèle Marthe (Marthe- Sal) a été développée en parallèle, afin d’identifier les diverses sources de la salinité (mer, montagne…) dans les eaux souterraines, de simuler les transports et l’évolution de celle-ci et de tester divers scénarios de remédiation par réinjection.