Chroniques piézométriques

• Qu’est-ce qu’une chronique piézométrique ?
• Chroniques piézométriques du Nord-Pas de Calais
  • Étude de la longue chronique piézométrique des Hudions
  • Historique des fluctuations du niveau de la nappe de la Craie
  • Classes de piézomètres en fonction des fluctuations de la nappe
• Chroniques à visualiser/télécharger

Qu’est-ce qu’une chronique piézométrique   ?

Les chroniques piézométriques permettent d’observer le niveau d’eau, et d’en interpoler les tendances (hausse, baisse, stabilisation), d’une nappe en un point (piézomètre) et à un instant t.
Elles constituent en quelque sorte, l’image de l’évolution d’une nappe en un point.

Les données permettant de tracer ces images sont composées du doublet DATE – PROFONDEUR lors du relevé.

Ces données ponctuelles sont rassemblées et représentées sous forme de graphes précisant ainsi la profondeur du niveau d’eau associée à la date et/ou l’heure à laquelle s’effectue la mesure dans le piézomètre.

Chronique piézométrique de l’ouvrage 00167X0001 localisé à Saint-Aubin

Source : BRGM

Certaines chroniques disponibles peuvent couvrir des périodes de plusieurs dizaines d’années et peuvent être continues ou discontinues.

Les courbes continues de chronique cote/temps sont discrétisées à l’aide de points qui coïncident toujours avec une mesure. Par défaut, chaque point est lié au précédent.

Cependant, pour diverses raisons (défaillance du système de mesure par exemple), une chronique peut s’interrompre, elle est donc qualifiée de discontinue. Le point qui marque le début d’une chronique n’est plus alors lié au précédent.

Exemple de chronique piézométrique discontinue - ouvrage de Ruisseauville

Source : BRGM

Chaque mesure est validée par un organisme désigné comme gestionnaire du piézomètre (le BRGM pour le réseau de surveillance quantitatif par exemple).

Ces données et leur diffusion sont sous la responsabilité de l’organisme producteur de données qui réalise et valide les mesures sur le piézomètre.

Pour plus de précisions, se diriger vers le Portail national d’accès au référentiels de l’eau : Dictionnaire de données.

Chroniques piézométriques du Nord-Pas de Calais

Une surveillance piézométrique   systématique a commencé dès les années 1900 sur quelques forages, mais un véritable réseau n’a été mis en place qu’au début des années 60.

Ce réseau piézométrique   comprenait 137 points de mesure pour la nappe de la craie jusqu’en 1997, année à partir de laquelle une redistribution partielle des points de mesure a été réalisée. Des modifications ont été menées en vue d’obtenir une meilleure représentativité de l’hydraulique souterraine et d’optimiser le réseau piézométrique   qui est devenu « patrimonial » avec 91 points d’observation pour la nappe de la craie. La plupart des ouvrages sont d’anciens puits ou forages, publics (AEP) ou privés, hors service mais toujours accessibles.

Depuis 2007, le réseau piézométrique comprend 75 points.

Étude de la longue chronique piézométrique   des Hudions

Une des chroniques les plus anciennes, débutant en 1902, est celle des Hudions dont le forage est situé en nappe captive dans le Sud du bassin d’Orchies, à quelque 12 km à l’Est de Douai.

Chronique longue des niveaux piézométriques de la nappe de la craie, dans le bassin d’Orchies à 12 km à l’Est de Douai

Source : BRGM

L’observation régulière des niveaux piézométriques au niveau du forage des Hudions réalisé en 1883 (indice national 00281X0002), sans interruption majeure, est représentative des aménagements qui ont été réalisés dans le secteur de Marchiennes, entre Douai et Valenciennes.

Comme l’indique le graphique présenté, cet ouvrage artésien jusqu’en 1930 (162 m³/h à la cote + 17,2 m lors de sa création), présentait des niveaux piézométriques très proches du sol, variant faiblement. La nappe de la craie est en effet ici captive sous sa couverture tertiaire (toit de l’aquifère   crayeux à 19 m de profondeur), la nappe étant libre quelques kilomètres plus au sud. Les faibles fluctuations annuelles constatées, alors très régulières, sont induites par une « onde de recharge », se propageant depuis la nappe libre, celle-ci formant au sud de cet ouvrage une zone de marais (aire d’émergence de débordement de la nappe de la Craie).

A partir de 1940 et surtout depuis la fin de la dernière guerre, l’influence des prélèvements alors pratiqués (par le Service des Eaux de Roubaix Tourcoing), ajoutée à d’autres exploitations plus dispersées (développement du Bassin houiller), entraîne une baisse pluriannuelle marquée, se superposant aux fluctuations interannuelles elles-mêmes d’amplitude croissante.

Depuis 1960 environ, des fluctuations interannuelles importantes sont observées, dues au fait que le rabattement régional de la surface piézométrique   a entrainé une alimentation accrue de la nappe de la craie dans la vallée de la Sensée. Par voie de conséquence, les effets des variations de la surface libre observée dans cette vallée se propage sans obstacle jusqu’au point observé, faisant aujourd’hui varier le niveau par rapport à un état moyen apparemment stabilisé (ANTEA, 2010).

Historique des fluctuations du niveau de la nappe de la Craie

La plupart des chroniques qui débutent dans les années 60 font apparaître, dans la partie libre de la nappe, deux types de fluctuations :

• saisonnières (ou annuelles), liées aux pluies efficaces de l’automne et de l’hiver précédents ;
• inter (ou pluri)-annuelles, liées à la pluviosité des années antérieures.

Pour les premières, les hautes eaux sont observées principalement entre février et juin, avec une différenciation entre la moitié ouest de la région (Moyen et Haut Artois) où elles se manifestent relativement tôt (février-mars) et la moitié est où elles sont plus tardives (avril-mai). Les basses eaux se produisent toutes entre septembre et décembre, avec une nette prédominance pour novembre.

Les variations interannuelles font apparaître cinq périodes de hautes à très hautes eaux (1966-1970, 1975, 1978-1985, 1988, 1995) et quatre périodes d’étiages sévères à très sévères (1972-1974, 1976-1977, 1992, 1996-1997).

L’amplitude des fluctuations dépend de plusieurs paramètres : les caractéristiques hydrodynamiques de l’aquifère  , la profondeur et l’épaisseur de la nappe, l’épaisseur et la perméabilité du recouvrement de la craie liée à sa nature plus ou moins limoneuse, voire argileuse, la distance aux exutoires et, bien entendu, l’importance de l’infiltration efficace.

Classes de piézomètres en fonction des fluctuations de la nappe

Trois « familles » principales de piézomètres peuvent être distinguées selon leur type de fluctuation :

• un premier groupe (famille A) présentant des fluctuations rapides et amples (20 m), de fréquence annuelle prédominante, traduisant une diffusivité élevée de l’aquifère   (roche très fissurée), une proximité marquée des exutoires et une bonne alimentation naturelle. A ce groupe appartiennent les piézomètres du Haut et Moyen Artois où le réservoir crayeux présente précisément ce type de caractéristiques.

Chronique piézométrique de l’ouvrage 00182X0010 situé à Fontaine les Boulans (Type A)

Source : BRGM

• un second groupe (famille B), où les variations deviennent moins rapides, moins amples (10 à 12 m) et de fréquence à la fois annuelle et interannuelle, en liaison avec une inertie plus marquée de la nappe par diminution de la diffusivité de l’aquifère   et éloignement des exutoires. L’infiltration y est également moins élevée. Cette famille s’étend largement du Val d’Authie à l’Ouest, au Valenciennois à l’Est, en passant par l’Arrageois, le Lillois et le Douaisis.

Chronique piézométrique de l’ouvrage 00254X0037 situé à Tincques (Type B)

Source : BRGM

• un troisième groupe (famille C) montrant des fluctuations interannuelles nettement plus marquées que les saisonnières et toujours assez amples (environ 10 m), traduisant une grande inertie de la nappe. Ce comportement est lié à la fois, à une nette diminution de la diffusivité de l’aquifère   (craie moins fissurée), à un éloignement plus important des exutoires et à l’existence d’un recouvrement épais et moyennement perméable. Le secteur concerné correspond principalement aux vastes plateaux mal drainés (peu de cours d’eau permanents) du Cambrésis, du Sud Arrageois et du Bapaumois, où le recouvrement résiduel tertiaire est encore relativement développé. Cette grande inertie du réservoir lui confère un rôle important dans la régulation naturelle des écoulements souterrains et superficiels de cette région. Elle compense en partie, notamment en année sèche, la faible valeur des pluies efficaces comparée à celle de la partie occidentale de la région (rapport de 1 à 3 ou 4).

Chronique piézométrique de l’ouvrage 00365X0003 situé à Barastre (Type C)

Source : BRGM

Chroniques à visualiser/télécharger

Les chroniques piézométriques jusqu’à fin avril 2011 sont disponibles en format image.

Les données actualisées sont également téléchargeables sur le site ADES et celui de l’Agence de l’Eau Artois-Picardie.