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Vue de l’estuaire de la Seine et de ses marais (Saint-Sanson-de-la-Roque, Seine-Maritime, 2007). © BRGM - François Michel

Étude du fonctionnement global de l’hydrosystème du Marquenterre, en lien avec les marais arrière-littoraux (Somme)

16.10.2018
Les marais arrière-littoraux du Marquenterre, situés dans la partie est de la plaine maritime et remontant dans les vallées humides du Ponthieu, bénéficient du label Ramsar depuis janvier 1998. La protection de ces zones humides nécessite d’en comprendre le fonctionnement hydrologique, en tant qu’entités uniques au sein d’un environnement global intégrant sol, zone non saturée, aquifère, réseau hydrographique de surface (marais, fossés, canaux, rivières).

Le projet vise à améliorer la connaissance du fonctionnement global de l’hydrosystème du Marquenterre et plus particulièrement à mieux appréhender le fonctionnement hydrodynamique des systèmes aquifères et leurs relations avec les marais arrière-littoraux. Les principales interrogations concernant ces milieux humides sont relatives à leur alimentation naturelle et aux éventuels impacts des prélèvements actuels et des effets du changement climatique.

Une démarche scientifique couplant modélisation géologique et reconnaissances hydrogéologiques et hydrogéochimiques, a permis de dresser un schéma conceptuel de l’hydrosystème du Marquenterre. Ce schéma met en évidence la géométrie des différents aquifères, les écoulements des eaux souterraines et les relations avec les eaux de surface. Il donne des éléments de compréhension sur le fonctionnement de ce système aquifère multicouche en lien avec les marais arrière-littoraux.

Plaine maritime du Marquenterre. © BRGM – V. Bault

Plaine maritime du Marquenterre. © BRGM - V. Bault

Contexte

Les marais arrière-littoraux du Marquenterre, situés dans la partie est de la plaine maritime et remontant dans les vallées humides, bénéficient  depuis janvier 1998 du label Ramsar relatif aux zones humides d’importance internationale. La protection de ces marais nécessite d’en comprendre le fonctionnement hydrologique en tant qu’entités uniques au sein d’un environnement global.

L’Agence de l’eau Artois-Picardie, le Syndicat Mixte Baie de Somme - Grand Littoral Picard, le Fonds européen de développement (Feder), dans le cadre du programme opérationnel FEDER-FSE pour les Hauts-de-France, et le BRGM ont ainsi initié un projet visant à répondre aux différents enjeux de la gestion des eaux de ce milieu complexe.

Cette étude couvre un territoire de 360 km², partagé entre la plaine maritime du Marquenterre à l’ouest et le plateau crayeux du Ponthieu à l’est. Ces deux entités géomorphologiques sont séparées par une faille ou flexure d’orientation nord-sud, communément appelée falaise morte, qui a abaissé durant le Tertiaire (orogénèse alpine) le compartiment occidental crayeux. Au Quaternaire, lors de la transgression flandrienne, l’espace libéré a été comblé par une série de dépôts formant ainsi une plaine maritime.

Objectifs

Le projet vise à améliorer la connaissance du fonctionnement global de l’hydrosystème du Marquenterre et plus particulièrement à mieux appréhender le fonctionnement hydrodynamique des systèmes aquifères et leurs relations avec les marais arrière-littoraux.

Les principales interrogations concernant les zones humides sont relatives à leur alimentation naturelle et aux éventuels impacts des prélèvements actuels et des effets du changement climatique.

Programme des travaux

La première phase de l’étude a consisté à réaliser un état de l’art, afin de conduire une analyse des connaissances. Elle a également été l’occasion de construire un modèle géologique permettant de reconstituer l’aspect structural et d’interpréter la stratigraphie du secteur d’étude.

Deux campagnes de terrain ont ensuite été menées en 2016 sur les eaux souterraines en périodes de basses et de hautes eaux. Les niveaux d’eau ainsi mesurés ont permis de tracer des cartes piézométriques et de définir les sens d’écoulement des eaux souterraines. Les diagraphies, les analyses physico-chimiques et isotopiques ainsi que les datations sur les eaux ont permis de caractériser les eaux souterraines et superficielles, leur origine et leur temps de résidence (âge apparent).

Enfin, dix piézomètres ont été équipés de capteurs de niveau, de température et de conductivité. Ils ont permis de suivre, sur une année hydrologique, la nappe en profondeur au centre de la plaine maritime, au droit des zones humides et en amont de l’hydrosystème.

Résultats obtenus

L’étude a permis de dresser un schéma conceptuel de l’hydrosystème du Marquenterre, donnant des éléments de compréhension sur le fonctionnement du système aquifère en lien avec les marais arrière-littoraux. Ce modèle repose sur une approche multicritère : interpolation d’un modèle géologique, tracé de cartes piézométriques hautes et basses eaux, suivi de niveaux piézométriques et de la conductivité sur une année, caractérisations physico-chimiques et isotopiques et datation des eaux souterraines et superficielles.

Schéma conceptuel de l’hydrosystème du Marquenterre. © BRGM

Schéma conceptuel de l’hydrosystème du Marquenterre. © BRGM

L'aquifère de la craie peut être considéré comme un compartiment unique et continu, abaissé d’environ 10 mètres au droit de la plaine maritime. L’ensemble des nappes du Quaternaire, présentes en vallées humides et dans la plaine maritime, et de la craie semblent être en continuité hydraulique. Enfin, la salinité des eaux souterraines, décelée en profondeur de la plaine maritime, est héritée des dernières transgressions flandriennes. Aucun biseau salé actuel n’a été mis en évidence, du fait notamment de la présence d’un dôme piézométrique à l’aplomb du massif dunaire.

Concernant les relations entre eaux souterraines et superficielles, les marais et sources des vallées du Ponthieu correspondent à des résurgences de la nappe de la craie. Au droit de la plaine maritime du Marquenterre, certains marais, sources ou canaux sont alimentés directement par les eaux souterraines tandis que d’autres dépendent principalement de la pluviométrie locale.

Relations entre les eaux souterraines et les zones humides dans les vallées humides du Ponthieu. © BRGM

Relations entre les eaux souterraines et les zones humides dans les vallées humides du Ponthieu. © BRGM

Relations entre les eaux souterraines et les zones humides dans la plaine maritime du Marquenterre. © BRGM

Relations entre les eaux souterraines et les zones humides dans la plaine maritime du Marquenterre. © BRGM

Une analyse des volumes prélevés dans les eaux souterraines met en évidence une influence des pompages pour l’eau potable et l’irrigation sur les niveaux de la nappe et des cours d’eau au droit du plateau du Ponthieu. Les prélèvements destinés à l’alimentation des mares ne sont pas négligeables et ont probablement une influence sur les niveaux des eaux souterraines et des marais associés. L’impact des prélèvements sur les niveaux ainsi que sur la modification des relations entre la nappe et les cours d’eau et marais reste néanmoins difficile à quantifier.

Des hypothèses concernant l’impact des effets du changement climatique sur le fonctionnement de l’hydrosystème du Marquenterre sont également proposées. La complexité des relations entre la mer, les eaux superficielles et les nappes rend cependant complexe la définition de ces impacts. Une modification des équilibres entre ces trois réservoirs ne peut pas être écartée, ce qui pourrait alors entrainer différentes conséquences : remontée de nappe, asséchement des marais, apparition d’un biseau salé, salinisation des sols et des eaux souterraines... Certains de ces effets auront pour conséquence la modification des écosystèmes associés et de la biodiversité au sein des marais arrière-littoraux.

Partenaires

Union européenne (Fonds européen de développement économique et régional)

Agence de l’eau Artois-Picardie

Syndicat Mixte Baie de Somme - Grand Littoral Picard

 

BRGM - 3 avenue Claude-Guillemin - BP 36009 45060 Orléans Cedex 2 - France Tél. : +33 (0)2 38 64 34 34