Caractéristiques hydrogéologiques

Les caractéristiques du réservoir aquifère  

Le réservoir est constitué, de haut en bas, par les couches de craie des étages du Sénonien (assises du Campanien, Santonien et Coniacien) et du Turonien supérieur (Crétacé supérieur). Elles sont épaisses de plusieurs dizaines de mètres et elles reposent sur les marnes peu perméables du Turonien moyen et inférieur (« Dièves ») qui en forment le mur.

Ce mur est retrouvé respectivement :

Extrait de l'échelle stratigraphique concernant le Crétacé -  voir en grand cette image"
Extrait de l’échelle stratigraphique concernant le Crétacé
Source : BRGM

Localisation des points avec logs de synthèse et des coupes géologiques caractéristiques de la MESO 1004 -  voir en grand cette image"
Localisation des points avec logs de synthèse et des coupes géologiques caractéristiques de la MESO 1004
Source : BRGM

Au nord des collines de l’Artois, l’ensemble des couches est légèrement incliné vers le nord/nord-est (cf coupe 1428) et, plus à l’ouest, nettement affecté par une structure faillée dite « en touches de piano » comme on peut le distinguer sur la coupe 158 . Elle a été occasionnée à la fois, par les grandes failles épi-crétacées, de direction sud-est/nord-ouest parallèle à l’axe anticlinal de l’Artois (failles de Marquèfles, de Ruitz et de Pernes) et par des failles post-crétacées de direction sud-ouest/nord-est.

Coupe géologique 1428 à l'Ouest de Béthune - Orientation S.O./N.E. -  voir en grand cette image"
Coupe géologique 1428 à l’Ouest de Béthune - Orientation S.O./N.E.
Source : BRGM

Coupe géologique schématique 158 en bordure Ouest de la MESO 1004 - Orientation S.O./N.E. -  voir en grand cette image"
Coupe géologique schématique 158 en bordure Ouest de la MESO 1004 - Orientation S.O./N.E.
Source : BRGM - Échelle Longueurs : 1/50000 - Échelle Hauteurs : 1/2000

Sa nature lithologique (carbonatée), assez tendre et relativement soluble à l’eau, confère à la craie les caractéristiques d’un aquifère   productif, à la fois poreux et perméable en « petit » (interstitiel) et « en grand » (fissuré). La porosité assure des capacités de stockage d’eau élevées au sein de l’aquifère   et la perméabilité en grand le transfert de l’eau dans la craie

En zone affleurente ou sub-affleurante, le toit du réservoir correspond à sa surface d’érosion, laquelle est presque toujours masquée par des limons et des alluvions. Le régime de la nappe est libre.

Sous recouvrement tertiaire, ce toit est constitué par la dernière couche de craie (la plus récente) directement recouverte, en concordance stratigraphique, par des formations argilo-sableuses peu perméables (absence d’érosion. Le régime de la nappe y est captif.

Là où la nappe est libre (craie affleurante ou sub affleurante), l’épaisseur de sa zone non saturée va de quelques mètres (moins de 20 m), en fond de vallées (principalement celle de la Lys elle-même) à plusieurs dizaines de mètres (une cinquantaine), sous les plateaux de l’Artois. A l’inverse, l’épaisseur moyenne de la nappe proprement-dite (épaisseur de craie « mouillée »), varie en sens contraire, passant de moins d’une vingtaine de mètres sous les plateaux à plus d’une cinquantaine de mètres sous la basse-vallée principale et en amont immédiat de la zone de mise en captivité.

Les paramètres hydrodynamiques

Les valeurs de transmissivité du réservoir varient en moyenne entre 10E-3 à 10E-4 m2/s au fond des vallées humides principales et de 10E-5 à 10E-6 m2/s à l’aplomb des vallées sèches et des plateaux. Toutefois, dans les zones où le réservoir est le plus fracturé (recoupements de failles), la transmissivité est encore plus élevée, pouvant atteindre 10E-2 m2/s.

La perméabilité moyenne de l’aquifère   est, quant à elle, comprise entre 10E-1 et 10E-3 m/s.

L’alimentation et les exutoires du réservoir

La recharge naturelle de l’aquifère   crayeux est principalement assurée par la partie des précipitations efficaces qui s’infiltre et qui ne participe pas au ruissellement). Elles se répartissent de novembre à avril, variant entre 200 et 350 mm/an. Dans une moindre mesure, le déversement (sources plus ou moins diffuses et drainance descendante) d’une partie de la nappe sus-jacente du Thanétien (Sables d’Ostricourt) située à l’intérieur du bassin versant contribue à l’alimentation de la nappe de la craie.

A ce type de recharge naturelle, s’ajoutent, dans le cas présent, d’autres apports, d’origine artificielle, issus des pertes des cours d’eau en position « perchée », notamment du canal à grand gabarit (Canal d’Aire – La Bassée) à l’approche des principaux champs captants du secteur (drainance descendante induite).

En ce qui concerne les exutoires du réservoir, on distingue des sorties naturelles par les sources de débordement dans les cours d’eau drainants tels que la Lys et ses nombreux affluents de la rive droite au nord et au nord-ouest et la Ternoise au sud-ouest. Cette masse d’eau a la particularité d’avoir des exutoires de type artésien (cf chapitre artésinisme) dans les zones humides proches de la ligne de mise en captivité de la nappe. C’est dans ce secteur que se trouvent les cressonières. Les sorties artificielles sont constituées par tous les captages en exploitation des grands champs captant d’Isbergues, Lillers, Béthune…

L’exploitation de la ressource

L’infiltration efficace totale moyenne a été estimée à environ 183,5 millions de m3/an, selon la répartition suivante, par sous-système aquifère   concerné :

  • 108,5 millions de m3/an pour le Haut-Pays-d’Artois (001D),
  • 75 millions de m3/an pour la Gohelle-Ouest (001H).

Pour l’année 2007, les prélèvements en eau souterraine dans ces mêmes secteurs ont été évalués à 29 millions de m3/an, soit environ 16 % du renouvellement moyen de la ressource. Ils étaient répartis sur un total de 104 captages, utilisés comme suit :

  • 24 millions de m3/an pour 66 captages d’AEP (83,2 % des prélèvements),
  • 4,7 millions de m3/an pour 24 forages industriels (16,2 %),
  • 0,13 millions de m3/an pour 10 forages agricoles (0,5 %),
  • 0,02 millions de m3/an pour 4 ouvrages divers (0,07 %).

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