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SEAV 5 - ECHANGES

Interaction entre les différentes masses d’eau estuariennes et bilan hydrique de l’estuaire.

Coordination : Jean-Paul Dupont
Equipe(s) impliquée(s) :
- UMR CNRS 6143 M2C, Université de Rouen – Jean-Paul Dupont
- Direction régionale Haute-Normandie du BRGM – Didier Pennequin
- ARMINES-Centre de Géosciences – Nicolas Flipo

Résumé du projet :

Actuellement, nous ne disposons que d’évaluations grossières et globales en terme de bilan des apports souterrains à la Seine aval qui ont été établies à partir des gradients moyens d’écoulement de l’aquifère de la craie. En l’état actuel, les modèles hydrologiques existants ne sont pas susceptibles de simuler correctement la complexité du fonctionnement hydrologique des échanges nappe-rivière dans le secteur de la Seine aval. Le besoin d’une véritable quantification des apports souterrains à la Seine est pourtant évident pour conforter les modélisations hydrosédimentaire et biogéochimique dans le système Seine aval mais la problématique reste complexe et ne peut s’inscrire que dans une indispensable construction des savoirs qui requiert une meilleure connaissance des processus hydrologiques fondée sur l’acquisition de données complémentaires. L’objectif principal de cette proposition est néanmoins de fournir les premières estimations quantitatives des apports souterrains sur le linéaire de la basse vallée de la Seine en mobilisant l’ensemble des compétences pour mieux appréhender les spécificités du contexte géomorphologique et hydrologique à partir des données disponibles et en utilisant les modèles existants pour répondre au questionnement dans les meilleurs délais. Les principaux enjeux ou verrous scientifiques à lever pour mieux renseigner le modèle distribué Modcou sont liés aux spécificités du caractère karstique de l’aquifère de la craie (principal réservoir que l’on a tendance à globaliser mais qui est caractérisé par une forte anisotropie) et à son interface avec le remplissage alluvial de la Seine aval et l’influence des aménagements. Les travaux réalisés prendront en compte l’approche physique des processus hydrologique (fondée en particulier sur les connaissances acquises sur des sites ateliers avec une discussion sur leurs diversités spatiales) et leur prise en compte dans les modèles globaux et distribués mobilisés. Conformément aux inondations catastrophiques de la basse vallée de la Somme au printemps 2001, les modalités de la recharge de l’aquifère de la constitue le premier verrou du projet et doit prendre en compte le fonctionnement d’aquifère karstique sous couverture incluant le stockage transitoire dans les formations superficielles des plateaux et le rôle des dolines ou bétoires dans la prévalence de l’infiltration concentrée. Cette démarche, conforme à l’IDPR défini par le BRGM, suppose la prise en compte des pluies efficaces par le modèle Gardénia dont les résultats seront adaptés dans le modèle distribué. Cette diversité spatiale des fonctionnements hydrologiques (recharge et écoulement) sera discutée en fonction des différences observées entre les réponses hydrologiques aux mêmes forçages climatiques, en particulier, lors des événements extrêmes. La structuration de l’organisation des écoulements par le drainage karstique qui se développe à l’approche du drain que constitue la basse vallée de la Seine conduit à une hétérogénéité spatiale des transferts qui, en l’absence de données suffisantes (excepté dans le cadre de site atelier mieux connu), sera difficile à reproduire sur l’ensemble de la basse vallée mais a vocation de pouvoir évoluer en fonction de données complémentaires et de l’évolution des connaissances en matière de modélisation des aquifères karstiques. La problématique du système complexe d’interface entre l’aquifère de la craie et la Seine suppose d’intégrer les connaissances acquises sur le fonctionnement hydrologique du remplissage alluvial caractérisé par un système bicouche dont l’organisation et l’hydrologie sont plus ou moins bien renseignées selon les secteurs, et l’état de colmatage ou de creusement du chenal de navigation (lieu privilégié des échanges nappe-rivière). La qualité des résultats du modèle distribué pourront évoluer avec l’état des connaissances disponibles et les besoins de données encore à acquérir (en particulier, potentiel des données piézométriques de la craie, en vallée de Seine).

La modélisation distribuée MODCOU est prévue à un pas de temps journalier, ne pourra donc pas prendre en compte les fluctuations tidales et fournira en priorité l’évaluation des fluctuations saisonnières des flux moyens d’eaux souterraines à la Seine. La fiabilité des premiers résultats de ce modèle distribué dépend fortement de la qualité des données disponibles et a vocation d’évoluer en fonction de l’acquisition de données complémentaires et de l’évolution des connaissances. Elle sera donc discutée en fonction des résultats du modèle global EROS (Gardénia spatialisé par bassins versants tributaires) et connaissances acquises dans le fonctionnement de ce système hydrologique complexe pour mieux identifier les processus et paramètres à affiner pour simuler au mieux les fluctuations des échanges nappe-rivière dans la basse vallée de la Seine.

Fin des travaux de recherche : Mars 2017

Zone(s) d’étude(s) : le bassin hydrogéologique de l’estuaire

Lien GIP Seine-Aval :
http://seine-aval.crihan.fr/web/pages.jsp?currentNodeId=189