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La plaine du Roussillon est bordée par les Pyrénées à l’ouest, le massif des Corbières au nord et la Méditerranée à l’est. © BRGM

Dem'Eaux : un projet d’envergure sur l’aquifère côtier du Roussillon

15.03.2017
Géologues, hydrogéologues, hydrologues, ingénieurs littoralistes, économistes et informaticiens se réunissent dans un projet de recherche sur l’aquifère du Roussillon (66), dont les nappes constituent une ressource majeure notamment pour l’eau potable de Perpignan. Située entre mer et montagne dans une zone où les besoins en eau croissent et affectent la ressource disponible, cette ressource va être étudiée jusqu’en 2019 afin de mieux connaître ses propriétés et ses contraintes dans un contexte de changement climatique. L’objectif final de ce projet, intitulé Dem’Eaux Roussillon, est de mieux connaitre les volumes d’eau pouvant être prélevés de manière durable dans les différentes couches de l’aquifère. Cette connaissance se basera sur l’utilisation d’un outil de gestion de la ressource, en 3 dimensions et en temps réel, qui sera développé dans le cadre du projet.

Connaître pour mieux gérer

Plus de 80 millions de m3 (l’équivalent d’un débit de pompage moyen de 2,5 m3 par seconde) sont prélevés chaque année dans les nappes du Roussillon. Ce volume est d’abord destiné à l’alimentation en eau potable des populations, dont la demande a connu une forte augmentation depuis les années 1950. La population du département a en effet doublé pour atteindre 380 000 habitants aujourd’hui. A cela s’ajoute un tourisme estival qui s’est développé, avec 32 millions de nuitées par an (dont 60% sur le littoral). Par ailleurs, 13 000 hectares de terres sont irriguées sur cette zone, principalement à partir de ressources de surface (ce qui contribue à l’alimentation de la partie la plus superficielle de l’aquifère), mais aussi à partir de cette ressource souterraine.

La plaine du Roussillon, qui s’étend sur 850 km², est bordée par les Pyrénées à l’ouest, le massif des Corbières au nord et la Méditerranée à l’est. Entre les températures élevées (15°C en moyenne annuelle à Perpignan) et la faible pluviométrie (700mm/an), les situations de sécheresse ne sont pas rares et leur fréquence et intensité risquent de s’accroître dans le contexte du changement climatique. Une augmentation de température de l’ordre de 2,5°C est projetée à l’horizon 2050, ainsi qu’une diminution des précipitations (toutefois plus incertaine du fait de la difficulté des modèles de climat à s’accorder sur leur simulation). Or, même soumis uniquement à l’augmentation de la température projetée, le débit moyen des cours d’eau pourrait subir une diminution de l’ordre de 10% à 20%, suivant les cas. Les ressources en eau souterraine pourraient également être affectées, surtout les plus proches de la surface. Les besoins en eau pourraient aussi évoluer en conséquence: hausse potentielle de l’ordre de 15% des besoins pour l’irrigation (à surfaces irriguées constantes) et augmentation des superficies à irriguer (nouveaux projets). De plus, vu la faible altitude de son littoral, la plaine du Roussillon risque d’être touchée par la hausse du niveau marin, qui pourrait atteindre 1 m d’ici 2100. Une augmentation des submersions marines, notamment dans les lagunes et zones d’embouchure, et un recul plus important du trait de côte en seraient la conséquence avec un risque de salinisation accrue des eaux souterraines.

La plaine du Roussillon est bordée par les Pyrénées à l’ouest, le massif des Corbières au nord et la Méditerranée à l’est. © BRGM

La plaine du Roussillon est bordée par les Pyrénées à l’ouest, le massif des Corbières au nord et la Méditerranée à l’est. © BRGM

Mesures et modèles au service d’un aquifère vulnérable et insuffisamment connu

Le principal aquifère de la zone est appelé "Plio-Quaternaire", nom caractérisant la période la plus récente de notre histoire géologique : ses couches les plus profondes sont datées du Pliocène (5,3 millions d’années), les plus superficielles étant plus récentes (Quaternaire - moins de 3 millions d’années). Il s’agit d’un aquifère multicouche : comme dans un mille-feuilles, les nappes d’eau s’écoulent dans des niveaux sableux superposés, séparés par des barrières peu perméables (type argiles) sur une épaisseur de 250 m. Pour caractériser au mieux cette ressource, il faut localiser précisément les niveaux aquifères et leurs propriétés: principalement la porosité (pourcentage de vides dans les roches) et la perméabilité (capacité à laisser circuler l’eau). Ces paramètres permettent de déterminer les débits exploitables.

Or, les connaissances scientifiques méritent d’être affinées sur cet aquifère, qui subit une baisse généralisée de son niveau de remplissage. Jusqu’où s’étend le réservoir sous la mer et l’eau y est-elle douce ? Quelles sont les interactions avec les aquifères environnants et avec la mer ? Quels sont les risques d’intrusion saline (arrivée d’eau de mer dans les nappes d’eau douce, rendant cette eau impropre à la consommation), dans le contexte d’élévation du niveau marin ? Comment vont évoluer les besoins en eau, avec des épisodes de sécheresse potentiellement plus marqués à l’avenir ? Comment utiliser au mieux les nouvelles technologies pour un outil de gestion en temps réel de la ressource ?

Ces questions vont structurer le projet Dem’Eaux Roussillon qui regroupe près de dix partenaires régionaux. Les compétences mobilisées couvrent la géologie, la géophysique, la géochimie, l’hydraulique, l’hydrologie, l’économie, l’optronique, l’instrumentation, l’imagerie spatiale et l’informatique.

Le projet utilisera les résultats des systèmes d’acquisition déjà en place, avec notamment un réseau d’une vingtaine de forages qui permet de suivre les niveaux des nappes concernées depuis 40 ans - complété par des techniques d’instrumentation et transmission de données récentes, comme l’IoT (Internet des Objets). De nouvelles observations seront effectuées : par exemple grâce à des carottages pouvant atteindre 250 m de profondeur, ou par l’acquisition de données sismiques à très haute résolution à terre et en mer qui aideront à mieux comprendre la géologie. Des techniques innovantes seront développées pour mieux comprendre les effets hydrauliques de la houle et des vagues sur les eaux souterraines ou quantifier les risques d’intrusion saline, avec par exemple un prototype de mesure haute résolution de la salinité le long des forages effectués. S’appuyant sur ces mesures, le projet consolidera les outils de modélisation numérique pour la simulation de l’évolution du niveau des nappes en contexte de changement climatique et pour décrire les éventuelles interactions/transferts entre aquifères.

Ce projet permettra ainsi de mieux connaître les usages de l’eau (notamment les usages de l’eau potable et de l’eau agricole) pour pouvoir mieux connaître leurs évolutions futures possibles. On cherchera en particulier à quantifier l’impact de l’irrigation gravitaire (en place depuis plus de dix siècles sur la zone d’étude pour certains canaux) sur la recharge des aquifères, le débit des cours d’eau, la préservation des zones humides associées aux canaux et le soutien des prélèvements pour l’AEP dans les nappes réalimentées. Cette quantification passera par une approche économique, dans laquelle les coûts et bénéfices de ces « externalités » seront évalués. Cette connaissance approfondie de la ressource en eau et des usages permettra ainsi de se projeter, au travers de scénarios d’évolution future du territoire, construits en associant les représentants des structures et des collectivités qui gèrent la ressource en eau. Ensemble, partenaires et participants au projet tenteront d’anticiper les tensions qui pourraient s’exercer sur les usages futurs de la ressource en eau et réfléchiront aux moyens à mettre en oeuvre pour les limiter ou les dépasser. Cette réflexion intégrera en particulier les impacts futurs du changement climatique.

À PROPOS DU PROJET

Le projet Dem’Eaux Roussillon durera jusqu’en 2019. Il mobilise des organismes de recherche (BRGM – coordinateur, Irstea, les Universités de Montpellier et de Perpignan Via Domitia), des entreprises spécialisées en géosciences (BRL Ingénierie, FUGRO Geoter et Yellowscan) et en informatique (Synapse), ainsi que les gestionnaires de la ressource en eau du territoire (Syndicat Mixte des Nappes de la Plaine du Roussillon et Syndicat Mixte du Bassin Versant de la Têt). D’un montant de 5,8 millions d’euros, son financement est assuré à 4% par l’Etat, à 12% par la Région Occitanie / Pyrénées-Méditerranée (dans le cadre du Contrat de Plan Etat-Région 2015-2020), à 17% par le fonds européen FEDER, à 15% par l’Agence de l’eau Rhône-Méditerranée-Corse, à 5% par la Communauté d’Agglomération de Perpignan et à 4% par le Conseil Départemental des Pyrénées Orientales. Le reste du financement du projet (soit 45%) est apporté grâce à la participation financière de la plupart des partenaires.

CONTACT

Yvan Caballero
y.caballero@brgm.fr

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