LA RESSOURCE EN EAU DU BASSIN VERSANT DE L’ARROUX RAPPORT DE STAGE LA RESSOURCE EN EAU DU BASSIN VERSANT

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    CERTIFICAT DE COMPETENCE

    EAUX ET SOLS

    2010-2011

    RAPPORT DE STAGE

    LA RESSOURCE EN EAU DU BASSIN VERSANT DE LARROUX

    Prsent par : Stphane RENAUD

    Encadr par : Olivier FOUCH

    LABORATOIRE EAU ENVIRONNEMENT ET SYSTEMES URBAINS

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    Remerciements Je tiens remercier tout particulirement mon responsable de mmoire, Monsieur Olivier Fouch pour tout le temps quil a bien voulu maccorder et tous les prcieux conseils et orientations quil ma donns. Je remercie galement Monsieur Bruno Bouchard, de MtoFrance, pour les informations et nombreux conseils quil ma apports et sans lesquels je naurais pu aboutir mes rsultats. Enfin je remercie Monsieur Laurent Denave pour sa relecture et ses remarques pleines dintrt, et Mademoiselle Emilie Cornic pour son soutien permanent.

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    SOMMAIRE I) INTRODUCTION p 7

    1) Prsentation gnrale du mmoire p 7 2) Textes rglementaires p 7

    a) Au niveau europen p 7 b) La transposition en droit franais et les institutions qui en dcoulent p 7

    3) Prsentation du territoire tudi p 8

    a) Elments de dcision pour le choix du primtre p 8 b) Prsentation des cartes du primtre de ltude p 9

    II) HYDROLOGIE DU TERRITOIRE DETUDE p 12

    1) Le cycle de leau p 12 2) Le bilan hydrologique sur le territoire tudi p 12

    a) Dfinitions p 12 - Caractristiques gomtriques p 12 - Rseau hydrographique p 14 - Caractristiques agro-pdo-gologiques p 16 b) Les sources dinformations relatives au bilan hydrologique p 17 c) Lestimation du bilan hydrologique p 17

    3) Les prlvements effectus au sein du bassin versant p 24

    a) Les prlvements pour lalimentation en eau potable (AEP) p 24 b) Les prlvements industriels et agricoles p 25 c) Les prlvements des particuliers p 27 d) Les prlvements pour lalimentation du canal du centre p 28

    4) La vulnrabilit de la qualit et de la quantit de la ressource p 28

    a) Les activits susceptibles de polluer p 28 b) Les problmes lis au manque deau en priode dtiage p 29 c) Etude de la rserve en eau du bassin versant ltiage p 30

    5) Analyse des rsultats obtenus p 34

    III) HYDROGEOLOGIE DU BASSIN VERSANT p 36

    1) Introduction p 36 2) La gologie p 37

    a) Histoire gologique de la rgion p 39 b) Prsentation de quelques coupes gologiques p 41

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    3) Etendue des alluvions superficielles p 43 a) LArroux p 43 b) La Bourbince p 43 c) LOudrache p 44

    4) Les nappes en prsence et la nature des aquifres p 44

    a) les nappes alluviales p 44 - Les paramtres hydrodynamiques de ces nappes p 44 - La relation nappe rivire p 44 b) les nappes des massifs granitiques p 46 - Ltendue du massif granitique sur le territoire tudi p 46 - Les recherches effectues pour la dtermination de failles/fractures

    intressantes p 46 c) les nappes du bassin du Stphano-Permien p 47 - Les sources dinformations p 47 - Les conclusions des tudes effectues p 48

    IV) CONCLUSIONS p 51

    1) Rappel de la problmatique p 51

    2) Les lments de rponse p 51

    3) Les prconisations p 52 BIBLIOGRAPHIE p 55 SITES INTERNET p 56 ANNEXES

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    I) INTRODUCTION

    1) Prsentation gnrale du mmoire

    Dans le cadre de lunit denseignement Projet-Travaux-Environnement du Conservatoire National des Arts et Mtiers de Paris (CNAM), il ma t accord de choisir un sujet de mmoire sur le thme de la ressource en eau souterraine du bassin versant de lArroux. LArroux est un affluent bourguignon de la Loire sur sa rive droite et dont le parcours est presque entirement contenu dans le dpartement de la Sane-et-Loire. La problmatique retenue pour ce mmoire est la suivante : du fait de la gnralisation des prlvements deau pour l'alimentation en eau (potable ou non), dans les rservoirs et nappes superficiels au sein du bassin versant de l'Arroux, et compte tenu de la vulnrabilit de ces ressources, tant du point de vue qualitatif que du point de vue quantitatif, il semble opportun dtudier les capacits des autres ressources souterraines existantes dans le bassin versant pour palier un possible manque.

    2) Textes rglementaires

    Si les premiers textes relatifs au droit de leau, en France, remontent au code Napolon, la prise de conscience dune ncessit de la gestion de leau est plus rcente. La premire loi sur leau dimportance date du 16 dcembre 1964, elle organise la gestion dcentralise de leau par bassin versant et cre les agences de leau et les comits de bassin. La seconde grande loi dimportance est celle du 3 janvier 1992 : elle renforce limpratif de protection de la qualit et de la quantit des ressources en eau en mettant en place des outils de gestion des eaux par bassin, un Schma Directeur dAmnagement et de Gestion des Eaux (SDAGE) pour chacun des six grands bassins versants nationaux, et les Schmas dAmnagement et de Gestion des Eaux (SAGE), actuellement en cours dlaboration pour le SAGE Arroux-Bourbince, pour les sous-bassins.

    a) Au niveau europen

    Un des premiers textes europens concernant la protection des eaux souterraines est la Directive 80/68/CEE du Conseil de lEurope du 17 dcembre 1979. Le texte qui dfinit la rglementation de base sur leau est la Directive Cadre Europenne 2000/60/CE du 23 octobre 2000, directive fortement inspire par le droit franais en matire de protection de leau. Cette dernire, appuye par la Directive 2006/118/CE du 12 dcembre 2006, fixe pour objectif datteindre un bon tat cologique gnral des masses deaux superficielles et souterraines au sein de la Communaut Europenne lhorizon 2015.

    b) La transposition en droit franais et les institutions qui en dcoulent

    En droit franais, la loi n 2004-338 du 21 avril 2004 est la transposition de la directive 2000/60/CE. Elle dfinit les objectifs de gestion, en qualit et quantit des eaux, que visent les SDAGE. Ces objectifs sont:

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    - Pour les masses deaux de surface, lexception des masses deau artificielles ou fortement modifies par les activits humaines, un bon tat cologique et chimique. - Pour les masses deau artificielles ou fortement modifies par les activits humaines un bon potentiel cologique et un bon tat chimique. - Pour les masses deaux souterraines, un bon tat chimique et un quilibre entre le prlvement et la capacit de renouvellement de chacune dentre elles. - La prvention de la dtrioration de la qualit des eaux. - Des exigences particulires afin de rduire le traitement ncessaire la production deau destine la consommation humaine. Le bassin versant de lArroux est un sous-bassin du bassin versant Loire-Bretagne : il est donc orient par le SDAGE labor par le comit de bassin de Loire-Bretagne. La Commission Locale de lEau (CLE) est la commission en charge dlaborer et de mettre en oeuvre le SAGE au niveau du bassin Arroux-Bourbince. Enfin, le 30 dcembre 2006 a t promulgue la Loi sur lEau et les Milieux Aquatiques (LEMA) qui largit les comptences et les moyens de protection dfinis par la loi n 2004-338 du 21 avril 2004, des agences de leau et des communes.

    3) Prsentation du territoire tudi

    Le bassin versant de lArroux prsente une superficie denviron 3166 km2, il est situ en Bourgogne et se trouve la limite de partage des eaux de trois bassins versants franais : celui de la Seine au nord, celui du Rhne lest et celui de la Loire dont il fait partie. Si lArroux prend sa source en Cte dOr, elle fait la majeure partie de son parcours dans le dpartement de la Sane-et-Loire suivant une orientation du nord/nord-est vers le sud/sud-ouest, pour se jeter dans la Loire au niveau de Digoin. Son principal affluent est la Bourbince, en rive gauche, dont le bassin versant, qui se trouve entirement en Sane-et-Loire, a une superficie denviron 845 km2. Lorientation principale de la Bourbince est, elle aussi, du nord/nord-est vers le sud/sud-ouest, avant dobliquer plein ouest quelques kilomtres de sa confluence avec lArroux, elle-mme situe quelques kilomtres de la confluence de lArroux avec la Loire. Le canal du centre relie le bassin de la Loire celui du Rhne et son trac suit le cours de la Bourbince.

    a) Elments de dcision pour le choix du primtre

    Ce mmoire est construit en deux parties. La premire est ltude hydrologique du bassin versant de lArroux, pour laquelle le territoire tudi sera celui dfini par le SAGE Arroux-Bourbince, correspondant exactement au bassin hydrologique. La seconde partie relative lhydrogologie sera effectue sur un territoire plus restreint que nous dfinissons en excluant la partie nord du bassin versant. En effet, cette partie nord du bassin appartient essentiellement au massif du Morvan, dont une particularit par rapport au reste du bassin est dtre abondamment arros et dont ltude gologique se rapprocherait de celle des granites de Luzy que lon dveloppera plus loin. Nous excluons galement du domaine de ltude hydrogologique la masse deau souterraine du bassin Stphano-Permien de lAutunois qui se trouve lgrement au

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    nord de la commune dAutun et qui stend dest en ouest. Cette masse deau souterraine sera rapprocher de celle du bassin du Stphano-Permien de Blanzy dont on dveloppera ltude plus loin. Du point de vue socio-conomique, il ressort, comme cest souvent le cas du fait de la plus forte abondance de la ressource en eau lorsque lon sapproche de lexutoire du bassin versant, que le tissu conomique est surtout dvelopp sur la partie avale du bassin versant. Toutefois, la richesse minire du sous-sol a favoris le dveloppement dmographique de certaines villes dpourvues de grandes richesses hydriques, Montceau-les-Mines, Le Creusot, Autun en sont des exemples.

    b) Prsentation des cartes du primtre de ltude

    Le bassin versant de lArroux, en vert sur la figure 1, se situe lextrme est du grand bassin versan