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Ecume de torrent himalayen (Lang Tang, 2009). © BRGM - Nathalie Dörfliger

Volumes prélevables dans les aquifères profonds du Nord du Bassin aquitain – Utilisation du Modèle hydrodynamique Nord Aquitain (MONA)

01.07.2011
De nombreux textes de lois prévoient une meilleure utilisation de la ressource en eau dans les zones en déficit. Afin de simuler l’évolution des nappes captives nord-aquitaines, le modèle mathématique Nord-Aquitain du BRGM a été exploité.

Contexte de réalisation

La loi sur l’eau et les milieux aquatiques (LEMA) du 30 décembre 2006 et le décret du 24 septembre 2007 prévoient la restauration de l’équilibre quantitatif de la ressource en eau dans les zones en déficit (ZRE) et la mise en place d’une gestion collective de l’eau. La circulaire du 30 juin 2008 prévoit que le volume prélevable dans les ressources en eau soit déterminé pour tous les usages dans les bassins en déficit quantitatif. Dans le Bassin Adour-Garonne, la DREAL de bassin et l’Agence de l’Eau ont été chargées de mettre en œuvre les décisions prises.

Objectifs

Pour les nappes captives nord-aquitaines concernées, il a été décidé d’utiliser le Modèle mathématique régional Nord-Aquitain (MONA) du BRGM pour simuler l’évolution de ces nappes à moyen terme sous différentes hypothèses de prélèvement et de recharge et appuyer ainsi la définition de volumes prélevables.

Vue 3D des couches modélisées © BRGM

Programme des travaux

Le domaine modélisé couvre la partie nord du Bassin aquitain : la totalité du département de la Gironde, une grande partie des Landes, l'essentiel de la Dordogne, du Lot et du Lot-et-Garonne, le Nord du Tarn-et-Garonne et du Gers, le Sud de la Charente et de la Charente maritime.

Le modèle hydrodynamique Nord-Aquitain est de type multicouche et bâti suivant un schéma aux différences finies. Dans sa version actuelle (MONA V3.3), il simule les écoulements au sein de 15 couches aquifères et les échanges entre ces couches au travers de chacune des épontes ("semi-perméables") qui les séparent.

Il est constitué de 66 953 mailles de calculs (mailles 2 km × 2 km). Le modèle a été calé en régime transitoire au pas de temps annuel sur la période 1972-2007 à l’aide de 382 chroniques piézométriques. Pour chaque année, il simule un état moyen des nappes en réponse aux prélèvements et à la recharge, cumulés sur l’année.

Les volumes prélevables ne sont pas directement déterminés, mais découlent du scénario permettant de satisfaire au mieux les usages et la conservation de la qualité naturelle, en maintenant, là où cela sera nécessaire, des niveaux piézométriques à des valeurs à déterminer.

L’utilisation du modèle a été l’occasion de tester des scénarios prospectifs complexes élaborés à partir des données les plus fiables disponibles auprès d’organismes spécialisés tels que l’INSEE ou le CERFACS :

  • pour coller au mieux aux véritables prélèvements actuels et projetés, une implication des acteurs locaux a permis de préciser les grandes orientations de développement de chaque département dans ce domaine. L’INSEE a été sollicité pour produire, puis analyser, à partir de la dernière version du modèle OMPHALE, et conjointement avec le BRGM, des projections de populations à l’échelle d’une partition du Nord du Bassin aquitain. Ceci afin d’évaluer les besoins en eau potable à horizon de 30 ans et les intégrer au modèle.
  • pour prendre en compte l’impact du changement climatique, un scénario de recharge des nappes du modèle a été construit à partir des pluies et des ETP issues du scénario A1B du GIEC transmis par le CERFACS.

Résultats obtenus

Le scénario prospectif complexe ("Recharge A1B + Prélèvements INSEE"), jugé comme plausible au regard des perspectives d’augmentation de la population du Nord de la région Aquitaine et des changements climatiques (diminution de la recharge de plus de 50%) tels qu’ils sont appréhendés aujourd’hui, apparaît comme le scénario le plus défavorable des cinq testés. Le déstockage simulé dans toutes les nappes (y compris Miocène) est plus important et se maintient (ou ne diminue que très lentement) durant toute la période de simulation. L’augmentation de population, calculée par l’INSEE, associée à la réduction de la recharge des nappes, calculée à partir du scénario d’évolution climatique A1B du GIEC, donne lieu à une poursuite de la baisse de la piézométrie pour l’ensemble des nappes. 

Les rabattements simulés et leur extension géographique traduisent le comportement hydrodynamique du système aquifère multicouche en tenant compte de la complexité de son fonctionnement : distribution des perméabilités des nappes et des perméabilités verticales des épontes, évaluation des taux de recharges, distribution des prélèvements… Compte-tenu de ces résultats, l’étude a permis de mettre en évidence que l’exploitation de ces aquifères à un niveau équivalent aux prélèvements retenus dans le scénario ("Recharge A1B + Prélèvements INSEE") avec des conditions de recharge très dégradées par rapport à l’actuel conduirait à un déséquilibre pouvant être jugé durable pour les nappes profondes du Nord du Bassin aquitain.

Partenaires

Agence de l’Eau Adour-Garonne

Union Européenne (fonds FEDER)

RAPPORTS PUBLICS

  • BRGM-RP-57878-FR - "Utilisation du Modèle Nord-Aquitain (MONA) pour appuyer la définition des volumes prélevables dans les aquifères profonds du Nord du Bassin Aquitain, Rapport final" - Télécharger le rapport public
BRGM - 3 avenue Claude-Guillemin - BP 36009 45060 Orléans Cedex 2 - France Tél. : +33 (0)2 38 64 34 34