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MEMOIRE DE STAGE Réalisation de la carte piézométrique des plateaux calcaires d

MEMOIRE DE STAGE Réalisation de la carte piézométrique des plateaux calcaires du Nivernais et caractérisation de la vulnérabilité intrinsèque des aquifères karstiques. Clément DONEY Pierre-Antoine DAUBIGNEY Maître de stage 2014-2015 Remerciements Je tiens à remercier dans un premier temps mon maître de stage, Clément Doney pour sa patience, ses conseils et sa bonne humeur. Je remercie également Dominique Jauffret de m’avoir guidé dans l’étude de la vulnérabilité intrinsèque. Une pensée particulière à François Pinard, pour son accueil chaleureuse au sein de sa Direction régionale en Bourgogne et à Alain Longet pour sa joie de vivre et sa passion du métier. Enfin, je remercie Aglaë Guisado pour avoir finalisé la carte piézométrique et Félix Lepers pour la bonne ambiance au travail. Présentation du BRGM Introduction 1 Chapitre 1 : L’information piézométrique dans l’étude de la vulnérabilité des aquifères 1) Définition d’une carte piézométrique 2 2) Vulnérabilité des aquifères 2 2.1) Définition d’un aquifère 2 2.2) Définition de la vulnérabilité intrinsèque 3 3) Méthode de cartographie de la vulnérabilité intrinsèque 3 3.1) Caractérisation des critères 5 3.2) Calcul de l’indice global de vulnérabilité 8 3.3) Apport de la piézométrie 9 Chapitre 2 : Réalisation de la carte piézométrique 1) Présentation de la zone d’étude 10 1.1) Masse d’eau 3217 (FR_GO_217) 11 1.2) Masse d’eau 4061 (FR_GO_061) 12 2) Elaboration de la carte piézométrique 14 2.1) Préparation de la campagne terrain 14 2.2) Campagne de terrain 16 2.3) Présentation des points de mesure 17 2.4) Résultat 19 Chapitre 3 : Etude de la vulnérabilité intrinsèque des pollutions diffuses 1) La vulnérabilité intrinsèque 21 2) Présentation de la zone d’étude 21 3) Matériel et méthode 22 3.1) Détermination de la vulnérabilité intrinsèque de l’aquifère lié au critère R 23 3.2) Détermination de la vulnérabilité intrinsèque de l’aquifère lié au critère I 26 3.3) Détermination de la vulnérabilité intrinsèque de l’aquifère lié au critère S 27 3.4) Détermination de la vulnérabilité intrinsèque de l’aquifère lié au critère K 29 3.5) Cartographie de la vulnérabilité globale 32 4) Discussion 34 Conclusion 40 Table des matières Liste des illustrations Illustration 1 : Présentation de la méthode RISKE, page 4. Illustration 2 : Localisation de la zone d’étude faisant l’objet des mesures piézométriques (SIG-ArcGis- BRGM), page 10. Illustration 3 : Cartographie du maillage permettant de sélectionner les points de mesure pertinent (SIG- ArcGis-BRGM), page 15. Illustration 4 : Photographie d’un puits et de la sonde piézométrique lors de la campagne terrain, page 17. Illustration 5 : Photographie de la mesure d’un niveau d’eau grâce au ruban métrique de la sonde piézométrique et du repère, page 17. Illustration 6 : Résultat cartographique de la campagne piézométrique des plateaux calcaires du Nivernais (Guisado A, 2015), page 19. Illustration 7 : Cartographie de la localisation du secteur d’étude pour la vulnérabilité intrinsèque (SIG- ArcGis-BRGM), page 21. Illustration 8 : Cartographie de la géologie de la zone d’étude (SIG-ArcGis-BRGM), page 23. Illustration 9 : Représentation des réseaux karstiques dans les calcaires sous argile à silex (BRGM), page 24. Illustration 10 : Cartographie de la vulnérabilité intrinsèque du critère R (SIG- ArcGis), page 25. Illustration 11 : Cartographie de la vulnérabilité intrinsèque du critère I (SIG-ArcGis), page 26. Illustration 12 : Cartographie de la vulnérabilité intrinsèque du critère S (SIG-ArcGis), page 29. Illustration 13 : Cartographie de la vulnérabilité intrinsèque du critère K (SIG-ArcGis), page 31. Illustration 14 : Résultat cartographique global de la vulnérabilité intrinsèque (SIG-ArcGis), page 32. Illustration 15 : Cartographie de la vulnérabilité intrinsèque de la Zone Non Saturée (SIG-ArcGis), page 35. Illustration 16 : Cartographie de la vulnérabilité intrinsèque du critère érosif (SIG-ArcGis), page 36. Illustration 17 : Cartographie de la vulnérabilité intrinsèque globale avec les critères ZNS et érosif (SIG- ArcGis), page 37. Illustration 18 : Cartographie globale finale de la vulnérabilité intrinsèque en prenant en compte l’occupation du sol (SIG-ArcGis), page 39. Liste des tableaux Tableau 1 : Classement du degré de la vulnérabilité intrinsèque du critère R, page 5. Tableau 2 : Classement du degré de la vulnérabilité intrinsèque du critère I, page 6. Tableau 3 : Classement des sols en fonction de la texture et de la pierrosité, page 7. Tableau 4 : Classement de la vulnérabilité intrinsèque des sols en fonction de la nature et de l’épaisseur du sol, page 7. Tableau 5 : Classement du degré de la vulnérabilité intrinsèque du critère K, page 8. Tableau 6 : Caractérisation du degré de la vulnérabilité intrinsèque des formations affleurantes, page 24. Tableau 7 : Classement des sols en fonction de la texture et de la pierrosité, page 28. Tableau 8 : Caractérisation du degré de la vulnérabilité intrinsèque des sols en fonction de la nature et de l’épaisseur du sol, page 28. Tableau 9 : Caractérisation du degré de la vulnérabilité des phénomènes karstiques, page 30. Tableau 10 : Caractérisation finale de la vulnérabilité intrinsèque par rapport au classement de l’indice global, page 32. Tableau 11 : Classement de la lithologie de la Zone Non Saturée, page 34. Tableau 12 : Caractérisation du degré de la vulnérabilité intrinsèque de la zone non saturée, page 35. Liste des annexes Annexe 1 : Contexte géologique de la zone d’étude Annexe 2 : Carte piézométrique au format A3 Annexe 3 : Carte géologique simpligiée au 1/50 000ème Annexe 4 : Coupe géologique Annexe 5 : Test 2 de la méthode RISKE Annexe 6 : Test 3 de la méthode RISKE Annexe 7 : Test 4 de la méthode RISKE Annexe 8 : Test 5 de la méthode RISKE Présentation du Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) Le BRGM est un établissement public à caractère industriel et commercial. Il a été créé en 1959 et est placé sous la tutelle du Ministère de l’Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche, du Ministère de l’Ecologie, du Ministère du Développement Durable et de l’Energie, du Ministère de l’Economie et du Ministère de l’Industrie et du Numérique. Il est considéré comme le Service géologique national français de référence dans les applications des Sciences de la Terre pour gérer les ressources et les risques du sous-sol. Il emploie environ 1100 personnes dont plus de 750 chercheurs et ingénieurs (géologues, hydrogéologues, géophysiciens, géochimistes, modélisateurs, informaticiens,…), dans ses 32 implantations régionales métropolitaines et Outre-mer. A l’international, il développe ses activités dans plus de 40 pays. Les objectifs du BRGM s’articulent autour de 5 missions :  La recherche scientifique : amélioration de la connaissance géologique et de la compréhension des phénomènes liés au sol et au sous-sol par l’observation et la modélisation des changements globaux ; notamment sur le changement climatique, la raréfaction des ressources minérales, aux besoins énergétiques, aux risques naturels, aux pollutions des sols et de l’eau.  Appui aux politiques publiques : elle regroupe des actions d’expertise, de surveillance, d’observation, de formation et de diffusion des savoirs à l’Etat, aux collectivités territoriales, aux agences et les établissements publics.  Coopération internationale : le BRGM diffuse son savoir-faire et son expertise afin de protéger les populations et leur environnement et d’assurer la pérennité et la qualité des ressources naturelles en eau, ressources minérale et énergie.  Sécurité minière : elle regroupe des missions de surveillance, de mise en sécurité et de gestion de sites miniers. Les fonctions opérationnelles de ces missions ont été confiées au Département de Prévention et de Sécurité Minière (DPSM) créé en avril 2004 par le BRGM.  Formation : En 2009, l’Ecole nationale d’application des géosciences (Enag) a été créé au sein du BRGM pour assurer la diffusion des connaissances auprès des universités et des grandes écoles. Ces missions touchent 10 domaines d’activités répertoriés de la manière suivante :  La géologie : amélioration de la connaissance géologique à travers des bases de données, des cartes et des modèles 3D, à l’usage des industriels, des administrations, des aménageurs, des enseignants en France et à l’international.  Ressource minérale : gestion des matières premières : économie, évaluation des réserves, cycle de vie des substances, expertise des sites, maîtrise des processus.  Géothermie : amélioration des techniques de l’Energie Renouvelable puisée dans la chaleur naturelle de la Terre.  Stockage géologique du Co2 : la recherche de technique visant à réduire les émissions de gaz à effet de serre dans le contexte du changement climatique.  Risques : évaluer l’évolution des aléas d’origine naturelle pour anticiper, prévenir et gérer les risques naturels et anthropiques du sol et du sous-sol.  Après mine : Prévenir les risques miniers en apportant une gestion technique de surveillance.  Eau : élaboration de solution durable pour l’eau en lien avec l’impact du changement climatique.  Environnement et écotechnologie : mettre en œuvre des procédés propres de développement majeur dans la gestion et la prévention des atteintes à l’environnement.  Système d’information : diffusion de la connaissance grâce à des outils technologiques d’information et de communication. 1 Introduction Dans le cadre de la politique nationale de gestion des eaux souterraines en France, en accord avec la Directive cadre européenne sur l’eau (DCE) de 2000, la Direction Régionale du BRGM a proposée à uploads/Geographie/ daubigny-pierre-antoine-2015.pdf