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Évaluation de l’exploitabilité de la ressource en eau souterraine de la nappe de la Craie du bassin de la Somme

20.07.2015
Suite aux périodes de sècheresse qu’a connues le bassin de la Somme ces dernières années (1997, 1998, 2005, 2006 et 2011), la DREAL Picardie a confié au BRGM, dans le cadre de sa mission d’appui aux politiques publiques, l’évaluation de l’exploitabilité de la ressource en eau souterraine de la nappe de la Craie de la Somme, afin de mieux anticiper et gérer les situations de crise en matière de sècheresse.

L’étude vise, à travers l’utilisation du modèle maillé du bassin de la Somme, à (i) mieux comprendre les interactions entre la nappe de la Craie et le débit des cours d’eau qui la drainent, (ii) évaluer l’impact des prélèvements en nappe sur les débits d’étiages des cours d’eau, et (iii) quantifier par sous bassin le volume mobilisable permettant de préserver les usages et le bon fonctionnement des milieux aquatiques. Un découpage du bassin de la Somme en unités de gestion a été réalisé sur la base d’une analyse du comportement hydrogéologique de la nappe d’une part et, d’autre part, de l’examen des prélèvements réalisés sur le bassin. Les résultats de l’étude montrent que les cours d’eau les plus impactés par les prélèvements en période d’étiage sont l’Avre, la Somme amont et l’Hallue. Les volumes mobilisables respectant les débits d’objectif biologique (DOB) définis, suite aux travaux menés en parallèle par le syndicat Mixte l’AMEVA, ont pu être évalués pour 3 unités de gestion.

Source de la Somme à Fonsomme dans le département de l'Aisne. © BRGM

Source de la Somme à Fonsomme dans le département de l'Aisne. © BRGM

Contexte 

Suite aux périodes de sècheresse qu’a connues le bassin de la Somme ces dernières années (1997, 1998, 2005, 2006 et 2011), la DREAL Picardie a confié au BRGM, dans le cadre de sa mission d’appui aux politiques publiques, l’évaluation de l’exploitabilité de la ressource en eau souterraine de la nappe de la Craie de la Somme, afin de mieux anticiper et gérer les situations de crise en matière de sècheresse. 

Les résultats de ce travail contribuent aux réflexions menées par le Syndicat Mixte AMEVA sur la faisabilité de mesures de soutien d’étiage sur les cours d’eau du bassin de la Somme.

Pour cette étude, le modèle hydrodynamique du bassin de la Somme élaboré suite aux inondations exceptionnelles d’avril 2001 a été actualisé jusqu’en 2012, puis recalibré pour mieux restituer les étiages sur la période 1989-2012.

Objectif

L’étude vise, à travers l’utilisation du modèle maillé du bassin de la Somme, à mieux comprendre les interactions entre la nappe de la Craie et le débit des cours d’eau qui la drainent. Elle doit permettre d’évaluer l’impact des prélèvements en nappe sur les débits d’étiages des cours d’eau et de déterminer pour chaque sous bassin le volume d’eau disponible permettant de préserver les usages et le bon fonctionnement des milieux aquatiques.

Programme des travaux

L’étude a été déclinée en 3 phases :

  • Phase 1 : Acquisition des données sur la période (2006-2012) et intégration dans le modèle hydrodynamique de la Somme en vue de son actualisation ; 
  • Phase 2 : Vérification de la validité du modèle sur la période d’actualisation et amélioration de sa représentativité en périodes d’étiages sur la période 1989-2012 (soit 23 ans) ;
  • Phase 3 : Exploitation du modèle pour évaluer l’impact des prélèvements en nappe sur les cours d’eau et quantifier le volume mobilisable par unité de gestion.

Le modèle maillé de la Somme a été étendu sur sa partie ouest pour inclure le Marquenterre, actualisé jusqu’en 2012, puis  calibré pour mieux restituer les étiages sur la période 1989-2012. Ainsi, 56 chroniques piézométriques et 14 chroniques de débit mesurées ont servi pour contrôler la qualité du calage du modèle. Le modèle calé reproduit de manière satisfaisante les niveaux de la nappe et les débits des cours d’eau dans la plupart des sous bassin de la Somme.

Débits à Abbeville. © BRGM

Débits à Abbeville. © BRGM

Sur la base d’une analyse du comportement hydrogéologique de la nappe d’une part et, d’autre part, de l’examen des prélèvements réalisés sur le bassin, un découpage du bassin de la Somme en sept unités de gestion a été opéré : "Somme amont", "Ancre", "Avre", "Selle", "Nièvre-Hallue", "Somme aval" et "Maye". Des couples piézomètre/station de jaugeage ont été proposés. Par ailleurs, des relations hauteur/débit ont pu être déterminées pour les unités "Ancre", "Nièvre-Hallue" et "Maye". Sur les autres unités, il n’existe pas de relation univoque entre la hauteur de la nappe et le débit du cours d’eau. Le modèle a été ensuite exploité pour évaluer l’impact des prélèvements en nappe sur le débit des cours d’eau et quantifier les volumes disponibles respectant les débits d’objectif biologique (DOB).

Les sept unités de gestion du bassin de la Somme. © BRGM

Les sept unités de gestion du bassin de la Somme. © BRGM

Résultats obtenus

Les résultats des simulations réalisées pour évaluer l’impact des prélèvements dans la nappe sur le débit d’étiage montrent que les cours d’eau les plus impactés sont l’Avre, la Somme amont et l’Hallue. Pour l’Avre, la baisse du débit d’étiage due aux prélèvements en nappe atteint 40% du QMNA5(*) calculé à la station de Moreuil (soit une baisse moyenne de 400l/s), la part liée aux prélèvements agricoles peut atteindre jusqu’à 70% de l’impact total des prélèvements en nappe.

Station de pompage à lihons. © BRGM

Station de pompage à Lihons. © BRGM

Par ailleurs, l’impact  des prélèvements dans les forages d’irrigation situés à moins d’1 km de la rivière sur la baisse du débit des cours d’eau a été évalué pour une configuration de prélèvements correspondant à l’année 2005 (localisation des forages et volumes prélevés).

Pour les unités de gestion "Ancre", "Nièvre-Hallue" et "Maye", des relations satisfaisantes entre la hauteur de nappe et le débit de cours (H/Q) des couples piézomètre/station choisis ont pu être établies. Elles pourraient être utilisées pour définir des seuils piézométriques en liaison avec les débits fixés comme objectifs d’une part et, d’autre part, pour faire de la prévision des étiages à court terme.

Les volumes mobilisables respectant les DOB  définis pour chacune des unités de gestion ont pu être évalués pour les unités de la "Maye", "Ancre" et "Somme amont". Cependant, il n’a pas été possible de quantifier ces volumes pour les unités de gestion de la "Selle" et de la "Nièvre-Hallue", car les prélèvements se situent principalement en aval de la station hydrométrique et n’ont donc pas d’influence sur le dépassement du DOB à la station.

Partenaires

DREAL Picardie, DDTM 80 et AMEVA (structure porteuse du SAGE Haute-Somme et Somme-Aval).