Modélisations réalisées en région Centre-Val de Loire

En région Centre-Val de Loire, plusieurs secteurs ont fait l’objet d’une modélisation hydrogéologique, à l’occasion d’études de natures différentes.
Cet article présente un aperçu des travaux réalisés.

Les informations relatives aux principales modélisations sont accessibles via le sommaire suivant :

  1. Modèle maillé - Beauce
  2. Modèles maillés - Val d’Orléans (2 modèles)
  3. Modèle maillé - Cénomanien du bassin Loire-Bretagne
  4. Modèle maillé - Albien/Néocomien du Bassin de Paris
  5. Modèles globaux - Jurassique du Berry

Modèle maillé - Beauce (2005)

Contexte  : piloté par l’Agence de l’Eau Loire-Bretagne, et réalisé par le bureau d’études Hydroexpert, le travail s’est appuyé sur les résultats d’un ensemble d’études réalisées préalablement à la modélisation.

Type de modèle : modèle numérique maillé, développé à partir du logiciel Talisman©.

Structure : système aquifère   des Calcaires de Beauce, correspondant à un système multicouche complexe reposant sur un substratum constitué par la craie   du Crétacé supérieur.

Vue 3D du toit apparent des formations du bassin de Beauce (rapport BRGM R40571) -  voir en grand cette image"
Vue 3D du toit apparent des formations du bassin de Beauce (rapport BRGM R40571)

Déroulement  : en 2 phases

  • développement d’un modèle conceptuel du fonctionnement de la nappe de Beauce, construction d’un modèle numérique, calage en régime permanent puis transitoire ;
  • simulation de plusieurs scenarii d’exploitation permettant d’apprécier la réactivité de la nappe et des cours d’eau exutoires pour différentes situations de recharge et de prélèvements.

Résultats : La réponse du système à différentes situations de niveau initial de nappe (« indicateur Beauce »), de recharge et de prélèvement a pu être testée.

Pour plus d’informations :

Modèles maillés - Val d’Orléans

Modèle Feflow - étude ICERE : simulation en période d’étiage (2012)

Contexte  : projet porté par l’ISTO et financé par le Conseil départemental du Loiret, s’inscrivant dans les démarches du SAGE du Val Dhuy-Loiret pour évaluer l’impact des changements environnementaux sur la qualité et la quantité des ressources en eau.
Type de modèle  : modèle numérique maillé, développé avec le code de calcul Feflow.
Structure : système aquifère   du Val d’Orléans englobant les calcaires tertiaires de Beauce, et les alluvions de Loire sus-jacentes.
Déroulement  : réalisation dans le cadre de 2 années d’études post-doctorales, de 2009 à 2011.
Résultats : synthèse des données existantes sur le Val, et calage du modèle avec reproduction de la carte piézométrique   en période de basses eaux. Simulation effectuée de l’évolution des débits du Loiret en cas d’abaissement de la hauteur d’eau en Loire notamment.
Pour plus d’informations : Rapport du Projet ICERE (Binet et al, 2012) - Impact des Changements Environnementaux sur la ressource en Eau - Construction d’un modèle hydrogéologique d’étiage sur le Val d’Orléans.

Modèle MARTHE - simulation du risque d’inondation par remontée de nappe (2003)

Contexte  : projet d’étude réalisé par le BRGM, avec le concours financier de l’Agence de l’Eau Loire-Bretagne, la DREAL Centre, et l’EP Loire.
Type de modèle  : modèle numérique maillé, développé avec le code MARTHE du BRGM.
Déroulement/périmètre de l’étude  : l’étude propose une approche globale des écoulements et des remontées de nappe à l’échelle du Val d’Orléans, ainsi qu’une modélisation des conditions hydrauliques à proximité des zones urbanisées.
Résultats : simulation d’une crue centennale   de la Loire, avec notamment une carte de localisation des zones à fort risque d’inondation par remontée de nappe.
Pour plus d’informations : Caractérisation du risque d’inondation par remontée de nappe sur le Val d’Orléans (Martin et al, 2003), rapport BRGM/RP-52121-FR.

Simulation lors d'une crue centennale (extrait du rapport BRGM, 2003) -  voir en grand cette image"
Simulation lors d’une crue centennale (extrait du rapport BRGM, 2003)

Modèle maillé - Cénomanien du bassin Loire-Bretagne (2009)

Contexte : piloté par l’Agence de l’Eau Loire-Bretagne, et réalisé par le bureau d’études Sogreah, le travail s’est appuyé sur les résultats d’un ensemble d’études conduites préalablement à la modélisation.

Type de modèle : modèle numérique maillé, développé avec le code de calcul Feflow.

Structure : l’extension du système modélisé prend en compte les formations suivantes :

  • Cénomanien inférieur et moyen, constitué d’une superposition de formations lithologiques contrastées (« sables du Cénomanien ») ;
  • Marnes cénomaniennes supra-sables et Séno-turonien inférieur marneux (semi-perméable) ;
  • Craie   séno-turonienne sus-jacente, en liaison avec le système aquifère   du Cénomanien.

Déroulement : la modélisation s’inscrit dans un programme d’étude et de modélisation pour la gestion de la nappe qui s’est déroulé de 2003 à 2007. Ce programme comportait notamment une phase d’acquisition et de synthèse de données, l’élaboration d’un modèle conceptuel, la construction et le calage d’un modèle numérique et la simulation de deux séries de scénarios d’exploitation du modèle, soit 8 scénarios au total.

Résultats : L’actualisation du modèle jusqu’en 2007-2008 et l’amélioration du calage ont permis de mieux reproduire les tendances piézométriques observées sur l’ensemble du secteur d’étude, et en particulier sur les points de suivi baissiers.

Pour plus d’informations  :

Modèle maillé - Albien/Néocomien du Bassin de Paris (2015)

Contexte : nouveau modèle hydrodynamique du système aquifère   multicouche de l’Albien-Néocomien, réalisé par le BRGM à la demande de la DRIEE Ile-de-France, avec le soutien financier de l’Agence de l’Eau Seine-Normandie. Il succède à un modèle réalisé en 1999-2000 par le bureau d’étude Hydroexpert.

Type de modèle : modèle numérique maillé, développé avec le code MARTHE du BRGM.

Structure : le modèle comprend 6 couches

  • le groupement Craie   et Cénomanien crayeux
  • les argiles du Gault
  • les sables de l’Albien
  • les argiles de l’Aptien et du Barrémien
  • les sables du Néocomien
  • les calcaires du Tithonien

Déroulement : révision du modèle géologique existant, calage du modèle hydrogéologique en régime transitoire selon un processus itératif (régime permanent <-> régime transitoire), simulation de différents scénarios de prélèvement et de fonctionnement de doublets géothermiques.

Résultats : confirmation d’une zone de forte perméabilité dans la partie centrale de l’Albien, et simulation de l’évolution des niveaux piézométriques selon plusieurs scénarios de prélèvement.

Pour plus d’informations  : Rapport BRGM/RP-64873-FR. Modélisation des nappes de l’Albien et du Néocomien du Bassin de Paris (Seguin et al, 2015).

Modèles globaux - Jurassique du Berry (2005)

Contexte  : Programme d’étude sur la connaissance des aquifères du Jurassique, dans les départements du Cher (18) et de l’Indre (36), réalisé au début des années 2000. Cette étude, menée par le BRGM, a été co-financée par le Ministère en charge de l’environnement et la DREAL Centre.

Type de modèle : modèle hydrologique global à réservoirs GARDENIA (logiciel BRGM).

Structure : la modélisation GARDENIA simule les principaux mécanismes du cycle de l’eau dans un bassin versant (pluie, évapotranspiration, infiltration, écoulement) par des lois physiques simplifiées. Les modélisations sont basées sur des calages pluie-débit et pluie-niveau piézométrique  , et ont été réalisées pour les bassins de l’Arnon, l’Yèvre, l’Indre, la Trégonce, la Ringoire et la Bouzanne. Les réservoirs aquifères concernés sont ceux du Jurassique supérieur et/ou du Jurassique moyen.

Déroulement  : les modélisations s’inscrivent dans un programme d’étude réalisé sur la période 2002-2005.

Résultats : les simulations ont conduit à un calage satisfaisant et ont permis d’effectuer un bilan prélèvements/ressources par « unité de gestion » (bassin versant). Par ailleurs, l’étude des relations pluie-débit et pluie-niveau a montré que la recharge par les pluies efficaces en année moyenne est égale à 210 mm sur la zone du Jurassique.

Modélisation Gardénia - calage des débits de la Ringoire à Déols (rapport BRGM/RP-53169-FR) -  voir en grand cette image"
Modélisation Gardénia - calage des débits de la Ringoire à Déols (rapport BRGM/RP-53169-FR)

Pour plus d’informations :

  • Etude des nappes du Jurassique dans les départements du Cher et de l’Indre (Maget P., Martin J.C. & al). 2002 à 2005. Phase 2 - 2e partie - bilan hydrogéologique : rapport BRGM/RP-53169-FR.

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