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Système karstique des Cent Fonts Simulation de scénarios d

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1. r 79 4 1 3 Inter comparaison des r sultats 80 5 Simulation de sc narios d exploitation de l aquif re des Cent Fonts 83 5 1 DONNEES D ENTREE 5 5 83 5 2 SYNTHESE DES RESULTATS OBTENUS AU MOYEN DU MODELE 2 88 5 3 INTER COMPARAISON DES RESULATS DES MODELES 100 6 Exploitabilit de la ressource du syst me karstique des Cent Fonts 109 6 1 EXPLOITABILITE DU SYSTEME KARSTIQUE A PARTIR DE L INTEPRETATION DES ESSAIS DE POMPAGE ET DES RESULTATS DE SCENARIOS DE GESTION da 109 6 1 1 Exploitabilite du systeme karstique des Cent Fonts et impact quantitatif sur le debit de l H rault ss 110 6 1 2 Exploitabilite du systeme karstique des Cent Fonts a partir des resultats du mod le TEMPO on Qalan 113 6 1 3 Exploitabilit du syst me karstique des Cent Fonts partir des r sultats du mod le num rique d velopp sous Matlab Simulink 120 6 2 INTER COMPARAISON DES 5 126 7 Interpr tation du suivi hydrobiologique de la faune stygobie r alis sur le syst me karstique des Cent Fonts ss 127 f INTRODUCTION A ana Ta EE ae 127 7 2 EFFETS D UN POMPAGE SUR LES COMMUNAUTES
2. Mo uou 2140790 19 l sede sajeuwojyne seno ui 06 ne Anou Jane enjoe uou ui 0 ne Anou Jane no enjoe uou ui 0 nesanou mo enjoe uou ui 06 dene no enjoe uou ui 064 nesanou dare Mo enjoe uou sjow np ajulod aulewas ULIPIIN uue 5 1 OOC dAVID S OO 10 5 1 OOC dAVID S 1 OSZ 10 S I OOC dAVID 5 1 002 5 1 OS 43 4 S 006 S I OS 4374 S I 092 S 0S L davqo 5 1 002 S I SC L dAVID S 00 1O s I SZ1 d4Vq0 s I 022 6 sz1 d 4v40 5 1 002 5 1 00 d3 V90 S OO 10 s I OOL davqd0 6 092 S I 00 d3vqO 8 1 00Z 10 sealepisuos juos sjounsip senbiBojoipAy sajxajuos odway f rol5o np apie e sessijes suonejnuis s p sjeynsel s p s u u s 2 neajgqe 86 oinoss 1 uons B soneusos vone nuis sjuoy 1492 sep nbyssey aua s s Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource La synth se des r sultats des simulations r alis es l aide du logiciel TEMPO consid rant 5 contextes hydrologiques distincts pr sent e au tableau 7 am ne les commentaires suivants Le sc nario Qr
3. 146 9 R f rences bibliographiques 149 Liste des illustrations Illustration 1 synotypique pr sentant les variables qui influencent la pi zom trie du drain karstique des Cent Fonts 22 Illustration 2 Chronique de facteur de pompage d duit de Panalyse des consommations en eau potable sur le secteur par le Conseil G n ral de l H rault 24 Illustration 3 Chroniques de pompage pour l alimentation en eau potable AEP utilis es dans le cadre de la pr sente tude a a 25 Illustration 4 Evolutions temporelles des d bits naturel et r siduel de la source des Cent Fonts et du debit r serv lors d un pompage param tre de Pexemple contexte hydrologique trentenal sec base AEP 100 l s debit r serv 300 I s 27 Illustration 5 Evolutions temporelles des d bits de pompage AEP du d bit suplementaire a pomper pour satisfaire les conditions de d bit r serv et du d bit total de pompage QAEP Q sup La sollicitation des reseves du karst se produit lorsque le debit total de pompage est sup rieur au d bit naturel qu aurait pr sent le systeme en absence de pompage Lorsque le d bit de sollicitation devient lt 0 les sources tarissent le syst me est alors aliment par un flux d eau en provenance de l H ra
4. inb uoHejay Gp uonensnj exeuuy sigui nboue1 e 1490 X z08 0 gud 6916 zid 009 z Lid ad j 11893 INAJen salauwueled l poul s n uueleq 0001 001 OL i GLv 6SS6 MOS a 006 0 U9191J909 Y g 6v6 0 109 4U91944909 y z Lo ju uu sn e p 5140101 33 ec OE 917 6996 _ 006 0 208 0 69 9 2 gid 2104 14 H9S zu uonenb3 l POVN T 001 o w s aysnfe nod sjeynsoy o Z0970vX 691 9 Z A 2 7 0001 9672 9698 X d 1 1Eo 4 UU O N QELEA sn le ajapow suoneA19sqo X s An nuenb sejqeuea S inod sunsey 6971 986 21 GLE A ad j 1e93 uu oy Spiod s p 9IQUON QELEA A Juepu d p ajqeuea e inod sunsey g0JNOssal e uons 5 soleugos UONEINUIS s Juoq 1492 s p nbnsiey 9 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Annexe 8 Suivi hydrobiologique de la faune stygobie BRGM RP 54865 FR Rapport final 233 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Rs Universit Claude Bemard LYON Interpr tation du suivi hydrobiologique de la faune stygobie r alis sur le systeme karstique des Cent Fonts lors du pompage d essai M J OLIVIER D MARTIN C BOU V PRIE avec la p
5. s nbisnse s nesjqe oinoss l e uons 5 soleugos UONEINUIS 5140 1492 s p nbnsiey aue s s Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource 3 2 DEMARCHE METHODOLOGIQUE DE MODELISATION A L AIDE DU MODELE DE RESERVOIR COUPLE A UNE SOLUTION ANALYTIQUE MODELE PRESENTE DANS LE RAPPORT BRGM RP 54426 FR 3 2 1 Rappel du principe du modele Face a la complexite d une part de la geometrie du systeme karstique sollicit par le pompage d essai et d autre part des coulements g n r s contribution des pertes de la Bu ges des blocs fissur s et des systemes annexes au drainage du d stockage dans les drains ou de la riviere H rault une approche de modelisation math matique du pompage d essai a t mise en ceuvre Ladouche et al 2005 BRGM RP 54426 FR Elle a t implementee dans le logiciel de calcul MATLAB au moyen du module de simulation SIMULINK Le mod le est d crit dans le pr c dent rapport BRGM RP 54426 FR Ladouche et al 2005 Seules les modifications apport es au modele sont d crites dans le present rapport 3 2 2 Description du modele Le mod le mathematique a t con u de fa on a reproduire au mieux la physique des ph nom nes telle qu elle est connue a ce jour au sein du syst me karstique des Cent Fonts En dehors des p riodes de pompage le d bit de la source correspond au debordement du drain karstique
6. uou janjoe uou janjoe uou ui 0 w pe w 0 ne Anou gane mo ne Anou mo ne Anou dare no enjoe uou jenjoe e6e1o uou janjoe uou 421Q0 90 ynoe p siow np 9190790 ynoe p stow 42190 90 ynoe p stow 421Q0 90 Inoep stow 421Q0 90 19 l saide ejuiod Je l saide 19 l selde Je l saide 19 l selde ejuiod aulewas ajulod lulod eurewas sajeuwojne senig sejeuwomne sono sejeuuoyne s ni s ni sejeuuoyne s ni 001 d2740 00 10 00 d3V40 0SZ 10 00 d3V40 002 ynoe p siow SOLEU OS ejuiod ap aulewas es S S SUB OF lt a ueIp N uue s J pisuo2 juos sjounsip s x uo snos enbuewunu np epre e seesijees suoljnuuis sep sjeyinses sap s u u Ss g ne jqe 1 uons B soleu os ap vonenuis s uoj jue sep enbnsiey aua s s Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource La synth se des r sultats des simulations r alis es a l aide du mod le num rique d velopp sous Matlab Simulink consid rant 5 contextes hydrologiques distincts pr sent e au Tableau 8
7. 5460 piuinu sueg pauwsg apiuny suey eueip u suez D181 99S Suey 2 S sue 095 sueo 295 suegZ 095 suege 9002 1 L ZZ 9002 6 81 9002 Z S1 900 S L L 9002 6 900 L L 001 sn nasa 00001 u n o p liliqeqold ap s iq p sap ll lodul 5 11 005 nbnseyo s snssa30 1d sjeynsoy 99 N0SS9J ej ap uons B8 ap soleuaos UO eINWIS sjuoy 1492 s p nbnsiey aua s s jeuy Hoddey 4 1 9879 rS 2082 l 2691 190 evez oz g z 2 hZ 601 6ks eo 909 2002 9 196 89 4162 vor zo O ee vell eos 6 mEn euelpeu suez ez is cc 892 Pp cam oes suey o S TD D Elo 99 vee 60m sie ge eve 0 ee 692 gee 06 ose A 6 2 var 1 s mi T AE om T n NE LS IE erp Ts Ts Tur T jo oe fo o v z ev s me vi T r ev v T see T o s v T r ow ee ee ve oe sa e Le J Eos S er T vor we eueIpouu l ilIqeqo d uonouo SIOW s Inod s uoj 1492 sy
8. PUBIDUB O 1 PLI ISS JIOW uin dsoiu g neub n6 noq umn dsolu 4g ds u 4 eydaune IDISMOS Q 79492011 s dsn snupisshqy suo u 2 z nas un sio1 suep s zu s d s ds s p j u ui iquiou q sjuo y jua s p z 1 np anes ap saJajinbe s l suep sajuasaid s 5 ds3 e99e SN19 269 BRGM RP 54865 FR Rapport final LZZ jeuy poddey Y4 9987S dY N9Y9 s lqo54 s suoxe saiqoBA s uou 54 fee Tox oe a v Pm om e gt ele l l 3 re eT Tee EE 7 y EZ z JJapueA eBawo EM EHH Juan ejjoproyde 3 sn llle5 s uou n o Iawyos snjdwesesed SUJSNIE BAYO NN E9 UISQIY BOYONN ejeunoad eueJoy si oe16 ejoproydej3 snjeulyos 7 snjdwes0kig s uluuu pu seypodadoo Vdlo LOVduvH joseweyjap noq q 1 sn91 ej399m sn snu A sdoj2 2oyjue9t snsse19 sdoj9 90uSy sn nuluuul sdojofoeseg gieyone sdoyo oos yy sipuia sdojohoebayy snp qle sdojofaou9eyy snjejnuas sdoyo onz snsojasiq sdolo opiq gL snjsnqos sdoyo oouyusoy s uluui9 pu 9 VdlOd012A2 1 ps ump Eyelnoe u eug winsepodyue sn6iAdouejo4 poluyeq XIPEH eyaskyd s ran snjxouy snxopo u 1 ds
9. euejuinbow 51 neubinbunoq uim dsoiu g SIHX EHl BIDES H ds u pll ulu g z ds u pH lss oyi L ds u evaissayioyy euelpuejos EUSISSO ION s lqeuluu pul 93004 9 19 rN ONTON VOSNTION ejoey9obBIIO epelbiple euneoeIp H eneuejd L y y 9 vl L 8 vv LS v oss gee 2 0 28 F sobesyi4 semg anos senos nog y nog y nog syedde s benlil i fuequns y nog Fa qinsl nbiuq k s109 sny sn oor sn oos sn ooe sr ooz fa mas seamos nagp setiqeq 9002 Auel anus ep ans ssew 81E U8AUI siaed sed siess3 nbi uijod H Jisseuu 21IEJUSAUI 3 090 0 d oe a om 7 Do oe ellie lll Te 2 e s ferrer g x uuy o noss uons B soeu os uonel nuuiS sluoj jue sep nbnsiey uu s s 6 2 jeuy poddey 1 59879 s lqo54 s 5 saiqoBA s uou 54 VLOASNI se19 d019 94 s euopo eJajdoyol exaydiq 1840 SepIuouoJIyo eJajdoJawaydy3 e1a d099 d esajdoa 09 169 199 9EbbL EZE 9282 POZE 997 9612 974 Gree v98l 2892 BLL 9922 626 9422 9720 802 99 vy 920 vE SnplABpuIp 1230 2062 SS cel 20 L s oe sn o ap S AHE sane Z D aysesed 5e snuo sninbiy SIONIG
10. Illustration 53 Evolution de la pi zom trie minimale de la semaine de pointe d ao t calcul e par le mod le Tempo en fonction du d bit de pompage 11 combinaisons d entr e Qr QbAEP 96 ont t consid r es chroniques d entr es hydrologique du run 3 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource 500 Chroniques run3 m 60 a 20a 40 a A 6 ee ib R gt z A dr a 5 L 20 A o 1 2 a a da 10aH o 2 A o a Q nee ne nee KRE eet tin es enr pub ms a a 4aH a a 20 10 5 M diane z 30a S gt 30a S 20a S 60 T E T T T T T 100 150 200 250 300 350 400 450 Q CF naturel l s e Qb 100 l s Qr 200 l s m Qb 100 l s Qr 250 l s o Qb 100 l s Qr 300 l s Qb 125 l s Qr 200 l s Qb 125 l s Qr 250 l s Qb 125 l s Qr 300 l s A Qb 150 l s Qr 200 l s A Qb 150 l s Qr 250 l s A Qb 150 l s Qr 300 l s o Qb 200 l s Qr 200 l s O Qb 200 l s Qr 250 l s Limite forage actuel Limite Nouveau Forage Illustration 54 Evolution de la pi zom trie minimum de la semaine de pointe d ao t calcul e par le mod le Tempo en fonction du d bit de pompage 11 combinaisons d entr e Qr QDAEP ont t consid r es chroniques d entr es hydrologique du run 3 BRGM RP 54865 FR Rapport final 97
11. end mique des Cent Fonts Pseudectinosoma vandeli Les stygobies qui apparaissent en majorit sont de taille inf rieure aux stygobies de plus grande taille tels que Troglocaris inermis et Niphargus virei NON STYGOBIES Le niveau de d termination tant h t rog ne d un groupe taxonomique l autre le groupe des non stygobies rassemble sans distinction les deux cat gories cologiques restantes les stygophiles r sidents occasionnels et les stygoxenes h tes accidentels indicateurs d une intrusion d eau de surface Cependant certains groupes tr s abondants comme les Crustac s Cladoc res sont enti rement stygox nes Lors des pompages par paliers de d bit les l ments exog nes apparaissent en tr s faible nombre mais cette apparition est tr s rapide comme en t moigne la pr sence du genre Gammarus lors du 2 me essai 300 l s soit 4 heures apr s de d but de Pexperimentation Ajust au d bit r el le nombre de stygox nes r colt s repr sente 1500 individus pour 24 heures soit plus du double des stygobies Au cours des pompages en continu la densit de d rive varie de 0 14 6 1 individus m5 Elle ne se stabilise pas au cours du temps Ces densit s de d rive ne seront pas discut es plus en d tail car les calculs pr sent s ne tiennent pas compte des nombreuses larves d insectes qui p n trent dans le massif par le lit de l H rault et qui sont collect es par la pompe A la fin des op rati
12. enjoe uou ul o nesanou dane no enjoe uou w pe ne anou Mo enjoe uou w pe ne anou Mo enjoe uou ul 0 nesanou dane no enjoe uou 1008 p sjow ajulod ap aulewas w 0 nesanou dene mo uou w pe nesanou 9942 mo uou w 064 nesanou dene mo enjoe uou w pe nesanou gane mo enjoe uou 2140790 19 l seide sejeuwoyne s nio ul e e nbsn sBuojoid s Ben 1 w pe nesanou 984 mo janyoe uou w pe ne Anou dae mo uou w pe nesanou 994 mo janyoe uou w pe ne Anou 984 mo uou ypoe p sjow ajulod aulewas S S ui 064 ne Anou dare Mo janyoe uou ui 0 ne Anou Ino ene uou 0 ne Anou Mo janjoe uou ui 0 ne Anou Mo janyoe uou ui 064
13. BRGM RP 54865 FR Rapport final 137 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource b Suivi de crue post pompage au niveau de la source Le suivi de crue a respect un d lai minimum de retour a l quilibre du massif apr s les pompages et les crues d automne Tableau 25 Id alement le meilleur moment pour collecter la faune d rivante se situe lors de la phase montante de la courbe de d bit a Pexutoire c est dire lorsque les premi res eaux de lessivage ont travers le massif C est en g n ral a cette p riode que le maximum de d rive est observ Gibert 1986 et que l on obtient une image plus exhaustive du contenu du massif Il est cependant difficile d tre pr sent pour chantillonner au moment opportun d une part la survenue et le caract re significatif de la crue tant difficilement pr visibles d autre part le temps de r action aux exutoires apr s les pr cipitations tant variable d un massif l autre Ainsi le suivi de la crue de janvier 2006 a d but apr s le maximum d amplitude tel que d crit par la cote piezometrique a l exutoire Le suivi de crue a permis de recolter 15 esp ces soit 4 de plus que lors de Pechantillonnage des sources et de la cavit Le nombre d esp ces r colt es en p riode post pompage s l ve donc a 24 sur un total de 44 esp ces recens es On a donc retrouv un peu plus de la moiti des esp ces recens es L
14. m o 1500 1113 a 1000 200 0 250 1 anv 2 mars 1 mai 30 juin 29 ao t 28 oct 27 d c QCF naturel sans pompage Q r siduel Qr serv x Q r siduel Pluie 500 100 400 80 300 60 6 Z 200 4 2 3 100 20 N 0 092 a 100 20 200 L 40 1 janv 2 mars 1 mai 30 juin 29 ao t 28 oct 27 dec Debit AEP Alimentation en Eau Potable sollicitation karst D bit de pompage suppl mentaire pour satisfaire la condition de debit r serv Qr D bit total de pompage Pi zom trie calcul e par le mod le Tempo gt Pi zom trie calcul e par le mod le num rique Mathlab Simulink Annexe lllustration 10 Evolution temporelle de la pi zom trie calcul e par les mod les en contexte hydrologique de type lt d ann e m diane Sc nario Qr serv 250 l s Qbase AEP 100 Vs BRGM RP 54865 FR Rapport final 185 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Critere de debit reserve 250 Run3 baseAEP 100 Contexte hydrologique 10 ans Sec 3500 ij TT 0 3000 50 2500 b m q 121 2 S 2000 11 ii 10 g v 29 1500 Wt 150 3 a 1000 200 500 0 250 1 janv 2 mars 1 mai 30 juin 29 ao t 28 oct 27 dec QCF naturel sans pompage Q r siduel Qr serv x Q r siduel Pluie 500 10
15. 229 Liste des annexes Annexe 1 Analyse des Courbes de recession de la source des Cent Fonts p riode 1998 2005 yunan maa yalad qiyama i rida 155 Annexe 2 Contextes hydrologiques des d bits naturels des Cent Fonts et des pertes de la Bu ges estim s par l approche pr visionnelle l aide des sous mod les de transfert calculs realises a partir des 3 chroniques de pluie run 1 run 2 et run 3 g n r s par le mod le pr visionnel su 167 Annexe 3 El ments d informations compl mentaires au mod le de r servoir coupl une solution analyligu uuu u tte at te da AR dater A 175 Annexe 4 R sultats de l approche de mod lisation Tempo et comparaison aux r sultats du mod le de r servoir coupl a une sollution analytique 181 Annexe 5 El ments compl mentaires de l tude Hydrobiologique 207 Annexe 6 Pr sentation des r sultats des suivis hydrologiques r alis s depuis septembre 2005 sur le syst me karstique des Cent Fonts 8888 209 Annexe 7 D bit de l H rault ses 221 Annexe 8 Suivi hydrobiologique de la faune stygobie 233 16 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource 1 Introduction 1 1 RAPPEL DU CONTEXTE DU PROJET L augmentation d mographique a laquelle est soumis le
16. uou w pe ne Anou 984 mo enjoe uou 2140790 d l l seide sajeuwoyne s ni w pe ne anou 994 No janyoe uou w pe nesanou 994 mo uou ui pe ne anou dae mo uou w pe aeo ne Anou 994 mo janyoe uou w pe ne Anou dae Ino uou ui pe ne anou Mo enye uou ypoe p sjow ajulod ap aulewas 39S jeuy yoddey 44 S9879 dM NPMG ui 0 ne Anou Ino uou ui 0 ne Anou Mo l m uou 06 ne Anou Mo l m uou ui 0 Ino janyoe uou ui 0 nesanou Ino janyoe uou ui 064 ne Anou Mo uou ui 0 dare mo janyoe uou 214090 19 l sede sajeuwojyne seno ui pe nesanou mo enjoe uou w pe ne Anou dene mo enjoe uou ui pe ne Anou Jane
17. 122 Tableau 18 Volume annuel pomp et restitu en d bit r serv Qr pour les diff rents sc narios simules l aide du mod le num rique d velopp sous Matlab Simulink 123 Tableau 19 Volume annuel de sollicitation du syst me karstique des Cent Fonts lors du tarissement des sources pour les diff rents sc narios simul s l aide du mod le num rique Matlab Simulink sise 124 Tableau 20 Dur e de sollicitation du syst me karstique des Cent Fonts par pompage r sultant des sc narios simul s l aide du mod le num rique Matlab Simulink 125 Tableau 21 Suivi de l impact du pompage sur les communaut s de la faune cavernicole des Cent Fonts protocole conventionnel avec le BRGM et le CG34 132 Tableau 22 Chronologie de l chantillonnage de la faune stygobie du massif des Cent O e 0000200020 132 Tableau 23 Inventaire general des stygobies du systeme karstique des Cent Fonts Comparaison avec les donn es ant rieures disponibles 134 Tableau 24 Comparaison des inventaires effectu s avant et apr s les pompages exp rimentaux au niveau des sources et de la cavit des Cent Fonts donn es cumul es de tous les chantillons r colt s pr sent es en abondance et en abondance relative PR SP EU OS vests 137 Tableau 25 Inventaire post pompage du suivi de crue janvier 2006 compar l invent
18. Illustration 59 Evolution temporelle de la pi zom trie calcul e par les mod les en contexte hydrologique de type lt gt 30 ans sec mois d t suivi d une crue tardive d but octobre Sc nario Qr serv 200 l s Qbase AEP 100 l s L volution des donn es d entr es et du d bit r siduel des Cent Fonts est galement report e BRGM RP 54865 FR Rapport final 105 eu yoddey 44 S9879 dM N MG 901 uy ey enbsnf 6en 1 w 0 1 _ S UON S UON S UON S UON S uoN S UON S UON S UON neeAnou gane mo 1 557 enjoe uou 007 10 w 0 R _ 9 59 UON 91s UON S UON S UON S UON 9 58 UON neaanou dene Ino 5579 enjoe uou 00610 9 59 UON 9 59 UON S UON 9 59 UON nesanou dare mo sz 5 janjoe uou 092 w 0 f _ gt 959 UON 958 UON 959 UON 959 UON neannou dane no moe obeu eo obeo 5 enjoe uou 002 ul 0 ne Anou dene mo nesanou 994e mo ne Anou Jane mo enjoe uou enjoe uou enjoe uou w Q 96e10 AE ne nou mo ne Anou 98Ae mo ne Anou dare mo ne Anou mo nesanou Jane Ino uou janye aBeo uou janjoe
19. Les contextes hydrologiques des diff rents cycles hydrologiques tudi s sont les suivants Cycle 2005 2006 probabilit d occurrence 30 ans sec Cycle 2006 2007 probabilit d occurrence 10 ans sec Cycle 2007 2008 probabilit d occurrence 20 ans sec Cycle 2008 2009 probabilit d occurrence 10 ans sec Cycle 2009 2010 probabilit d occurrence gt 10 ans humide lt 20 ans humide Cycle 2010 2011 probabilit d occurrence 4 ans humide BRGM RP 54865 FR Rapport final 79 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource 4 1 3 Inter comparaison des r sultats Nous pr sentons Illustration 45 l volution temporelle des niveaux pi zom triques simul s par les deux mod les sur la p riode 2006 2011 Les volutions simul es par les deux mod les sont tr s comparables Les rabattements atteints la fin des pompages a 400 l s par le mod le Tempo apparaissent globalement plus importants que ceux calcul s par le mod le analytique d velopp sous Matlab Simulink La diff rence est en moyenne de l ordre de 5 m pour les contextes hydrologiques de type d cennal sec Pour les contextes hydrologiques de type 20 ans sec et 30 ans la diff rence entre les deux mod les tend se r duire en fin de pompage la pi zom trie calcul e par le mod le analytique apparaissant m me un peu plus faible que celle du mod le Tempo La valeur de la pi
20. Mapping Subterranean Biodiversity Special Publication Karst Water Institute amp Laboratoire souterrain de Moulis 19 21 Gibert J Laurent R 1982 L cosyst me karstique du massif de Dorvan Torcieu Ain France IV La d rive d invert br s hypoges aquatiques au niveau de l exutoire principal du massif Pol Arch Hydrobiol 29 2 471 483 26 BRGM RP 54865 FR Rapport final 263 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Gibert J Laurent R M ller 1984 L cosyst me karstique du massif de Dorvan Torcieu Dpt Ain France VI Analyse hydrochimique et hydrobiologique d une crue de printemps au niveau de l exutoire principal Bull Centre Hydrog ol Neuch tel 5 71 90 Gibert J Stanford J A Dole Olivier M J Ward J V 1994 Basic Attributes of groundwater ecosystems and prospects for research Groundwater Ecology Eds J Gibert D L Danielopol amp J A Stanford pp 7 40 Gibert J Deharveng L 2002 Subterranean ecosystems a truncated functional biodiversity BioScience 52 6 473 481 Ginet R 1960 Ecologie ethologie et biologie de Niphargus Annales de speleologie 15 1 2 254p Ginet R Decou V 1977 Initiation 4 la biologie et a ecologie souterraines Delarge Paris 345p Guillemin C Roux J C Gibert J Leynaud G Lorgues G de Marsily G Margat u Ollagnon H Point P R my J C Retkowsky Y Valiron F amp J Vial 1991 Poll
21. Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Tableau 2 Pluviom trie moyenne d bit moyen des pertes de la Bu ges et des Cent Fonts calcul pour les diff rents cycles hydrologiques modelises Qmoy Cent Fonts Cycle 01 09 au 31 08 de l ann e suivante Pluie Qmoy Pertes mm Nous avons dans un second temps utilis le sous mod le de transfert des d bits des Cent Fonts pour tudier un instant donn l volution que pourrait pr senter le syst me lorsque celui ci est soumis telle ou telle condition hydroclimatique Pour ce faire nous avons tudi de mani re statistique les r sultats d un grand nombre de relations pluie d bit 500 chroniques de d bit ont t calcul es partir de 500 chroniques de pluie efficaces d termin es par l approche stochastique utilisation des g n rateurs de pluie et d ETP Une mani re de repr senter la probabilit d occurrence P du d bit mod lis consiste faire une partition de la population statistique constitu e par l ensemble des valeurs prises par le d bit au temps t Cette partition est op r e de telle sorte que l effectif N nombre de r alisations soit divis en deux populations de taille respective P N et 1 P N Cette partition de l effectif de la population statistique est repr sent e pour chaque pas de temps BRGM RP 54865 FR Rapport final 51 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc n
22. des esp ces stygobiontes demeure faible Rapport e au volume de l aquif re la densit des populations est m me extr mement basse m me si localement on peut r colter proximit des flux de nourriture ou l interface avec les milieux de surface des individus en tr s grand nombre et m me parfois pour certaines esp ces ex Niphargus virei des formes de pullulement Comme toute autre esp ce chacune des formes stygobies est caract ris e par une aire de distribution qui lui est propre et en dehors de laquelle elle est absente Cette aire de distribution est contr l e par la valence cologique de l esp ce ensemble des caract ristiques environnementales en ad quation avec son d veloppement et par ses capacit s de dispersion Les capacit s de dispersion sont elles m mes li es la biologie de l esp ce f condit sa mobilit propagation active ou une propagation passive comme la dispersion d amont en aval d une rivi re par l coulement du flux d eau ou les ph nom nes de phor sie processus par lequel un invert br s attache un organisme pour migrer d un site un autre La mobilit des organismes souterrains est tr s variable d un groupe syst matique l autre Ainsi chez les macro crustac s de nombreuses formes sont pratiquement aussi mobiles que leurs homologues de surface Isopodes Amphipodes mais les capacit s de BRGM RP 54865 FR Rapport final 129 Syst me karsti
23. 2681 snilloq 0061 2 14 3 SnJlloq 8961 neaulog 1481 lp T 6761 way DE G98 jeubinbinog e SIU99P e 878L UOWIS Jules LSgL Andng 2981 eulipeled 998L eulIpeled e1199p e Hi 1 ds u evaissayioyy R We US JIepuodse1109 uo IEZ AOOB Sdo o 909d inoq Jo 1 1 eliabyasiun ejauajaes5 1281879219 H DUBA eyjauajaesbeseg ejeueeeis snaje s m smsnueA sdojoAc0yjueoy sdoj9hf90yjueoy lalypagn poluv q ejoouolseyds 211enBueln eeuluopued ds Ja44 OYOSZ puopue35opn scjJ ds BUOpuegojd 1o sipedwejijiwis euopueguaJJoyas yinaig Jo euopue3S5siuuoj pqp J JjpuowAes Sepiuoiseyds H uone euayoney UdseYydoJIIy SNIHEACD Ssn 9se01g MING 5 PTE elyjipejed z dS U PLM SS OVV L OS U evaissayioyy neo e asiwinos uoneoij u pi VdIOOILOVdYVH VOIOdIHANV vaodvosd BUEIUOUIS EUSISSS ION ejweys SIHX neub n6 noq uinadsoiyjAg ds u eyaulyjAg s lqluods p s uoj 1422 S P jsuey np s lJuoiqoB s VANIGNYIH anayne p wou nos 275 BRGM RP 54865 FR Rapport final bra pour une Terre durable Centre scientifiqu
24. 774972 61 0 Infiltration de l H rault 94510 8 7 4 D stockage drain 67587 4 5 3 Total 1270875 100 0 Illustration 43 Origine des volumes d eau pomp e lors du pompage d essai de juillet ao t 2005 partir des r sultats du mod le Sur les 1270000 m ayant transit par le syst me karstique durant cette p riode environ 94 ont t pomp s et les 6 restant sont sortis par la source lorsqu elle n tait pas tarie Illustration 44b Le pompage au niveau d un forage situ Pamont d une source karstique permet d extraire de l eau du syst me aquif re qui en conditions d tiage ne s coulent pas dans ces proportions au niveau de la source Plus du tiers de l eau pomp e sans compter l eau infiltr e dans le syst me par l H rault r sulte d une sollicitation du syst me par pompage Le syst me est sollicit au del de la valeur de d bit Petiage de son exutoire Les r serves sont sollicit es et seront reconstitu es lors des p riodes de recharge Ces r sultats expliquent le principe de la gestion active de l eau d un syst me karstique 7 D bit naturel des Cent Fonts alimentation par les pertes de la Bu ges et par les blocs se vidangeant naturellement dans les drains BRGM RP 54865 FR Rapport final 77 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource B Sollicitation des blocs m D bit naturel des CF O Infiltration de l H rault O
25. Groupe 2 Groupe 3 total KW Groupe m3 s m3 s KW KW m3 s A B 2030 1030 235 2 415 1245 250 2 45 820 10 1362 1510 510 819 456 o o0 456 8 899 1400 400 569 200 o 200 3 599 1370 370 5060 O 0 oO oO 56 La premi re colonne renseigne la date Sur la deuxi me et la troisieme colonne sont report es respectivement la hauteur totale et la hauteur de sur vesse La hauteur de sur vesse correspond a la hauteur d eau qui s coule au sommet du barrage A Panalyse des donn es disponibles au sein du fichier il apparait que le d bit de sur vesse est li a la hauteur de sur vesse par une relation math matique de type puissance Q 0 00071 H La 5 6 et 7 colonnes renseignent les puissances lectriques des diff rents groupes produisant de l lectricit A l analyse des donn es disponibles il appara t que le d bit total des groupes 9272 colonne soit reli lin airement la puissance totale 8 colonne Le d bit total correspond la somme du d bit de sur vesse et du d bit des groupes A l analyse des donn es brutes il appara t que le d bit total est n est pas renseign lorsque la hauteur de sur vesse devient gale z ro Ceci ne correspond pas la r alit puisqu il existe toujours un coulement dans l H rault Cet coulement correspond d une part aux fuites du barr
26. Systems karstique des Cent Fonts 2 OYE Simulation de sc narios 2 Fr et de gestion de la ressource d chire A 1 Rapport final k 1 ha ss RRO y d hia 5 es Z Biro Xxx v G osciences pour une Terre durable D partement Herault Conseil General Systeme karstique des Cent Fonts Simulation de scenarios d exploitation et de gestion de la ressource Rapport final BRGM RP 54865 FR Septembre 2006 Etude r alis e dans le cadre du projet de recherche EAUR15 COMPLEX AQUI du BRGM B Ladouche J Ch Marechal N D rfliger P Lachassagne Avec la collaboration de M Bakalowicz M J Olivier D Martin C Bou et V Pri Verificateur Approbateur Nom Pinault J Louis Nom Pennequin Didier Date 12 septembre 2006 Date 15 septembre 2006 Signature Signature Original sign par Original signe par Le systeme de management de la qualit du BRGM est certifie AFAQ ISO 9001 2000 Y G osciences pour une Terre durable D partement r m H rault Conseil General Mots cl s Cent Fonts H rault pompage d essai systeme karstique modele ressource gestion En bibliographie ce rapport sera cit de la fa on suivante B Ladouche J Ch Mar chal N D rfliger P Lachassagne 2006 Systeme karstique des Cent Fonts Simulation de Scenarios d exploitation et de gestion de la ressource BRGM RP 54865 FR 275 p 59 ill 32 tab 8
27. ejjesnoue VdlMVONAS sieur sue90 6011 gseieusep eAydeefjy vaodv93q n nop UOIEY2019IN H u ne e1ay2ne4 IInq snjjaseua s snjjaseoid vaodosl pnequy ell unu les ell unu les snbseydiy Snuely20y snuely20y snBieudiIN sndAysed snBieydin sn91 86 snBseydin Isie snBueydin snGieydiN SMEUUEE WOOdIHANV eojujezydo eudAo ds JUOSU9A9 S enueg fid euopueosiuiojeeqe Idwieyoneag sud oos sisdopudAo h pul culuopueo puluopueo ds euopue2e xIn ds euopuesopnasg Jayyoyosz euopuesopnasd ds euopuesojd 1o n q q euopueodsiuuosaeqey sipedweyijiuis puopueou ll q s se qeulu18 9pul VGOOVYLSO ens v3DVLSNYO DU FTONK MK Ce sieled sed siess3 nbi uiod H Jisseuu OJIE UDAU 8102030 d ele Telel e e fel e e s fren ns x uuy o noss uons B soLjeusos UONE NWIS sluoj jue sep nbnsiey uu s s Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Annexe 4 Of NOM ez6 sinddeyo 9261 enoynoy JeYyosa7 6L SnOMO N 19yIS97 0161 1979219 6961 23NOMO N 19y9S97 L 6L 1801 9 6 19 89 1161 Todojaueq OZ6L HOM 8 61 Jodojalueg 0261 sued
28. obtention de donn es quantitatives densit s de d rive n a pas t possible car les d bits filtr s lors de la crue n ont pas pu tre enregistr s Tableau 25 Inventaire post pompage du suivi de crue janvier 2006 compare a Finventaire post pompage du massif d cembre 2005 SOURCES Inventaire post pompages CAVITE CRUE GASTROPODA Moitessieria rolandiana 26 Moitessieria n sp 1 Bythinella n sp 71 Heraultiella exilis 1 Bythiospeum bourguignati 4 Islamia moquiniana 10 Kieferella delamarei 131 Acanthocyclops venustus vvestfalicus 7 326 CYCLOPOIDA Graeteriella cf boui 18 193 HARPACTICOIDA Ceuthonectes gallicus 6 Elaphoidella leruthi 2 Nitocrella omega 2 1 1 Schellencandona cf simililampadis 3 7 Fabaeformiscandona cf breuili 4 OSTRACODA Cryptocandona sp 5 Pseudocandona sp 4 38 Mixtacandona sp 1 AMPHIPODA Niphargus virei Niphargus laisi Niphargus pachypus Niphargus juv niles ind t Salentinella angelieri Salentinella ind t Ingolfiella thibaudi ISOPODA Faucheria faucheri Microcharon doueti abondance totale 322 891 Richesse sp cifique 20 15 Richesse sp cifique totale MOLLUSQUES CRUSTACES 138 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource 7 6 DISCUSSION INTERPRETATION 7 6 1 Crue pompage ou derive naturelle des organismes versus d rive artificielle D rive li e aux pompages
29. t recens dans les 35 chantillons analys s lors de cette campagne 2005 2006 Cette valeur qui peut sembler a priori faible dans un systeme autotrophe est en fait particulierement elevee dans le cas d un systeme souterrain Danielopol amp Pospisil 2001 En effet m me si les connaissances sur la biodiversit souterraine sont h t rog nes de par le monde une telle diversit locale est rarement atteinte et ces r sultats confortent les travaux de Culver amp Sket 2000 qui ont plac l aquif re des Cent Fonts parmi les 20 syst mes karstiques les plus riches au monde Une comparaison de ces donn es r centes avec des synth ses ant rieures tir es de la base de donn es du laboratoire d HydroBiologie et Ecologie Souterraines de l Universit de Lyon HBES est pr sent e dans le Tableau 3 On soulignera d une part que 6 des esp ces pr alablement recens es dans les tudes pass es n ont pas t captur es parmi lesquelles des crustac s de grande taille tels Plsopode Sphaeromides raymondi end mique de la r gion nord montpelli raine et de l Ard che et des formes de plus petite taille comme l ostracode Sphaeromicola cebennica juberthiei et le cyclopoide Graeteriella Paragraeteriella vandeli tous deux end miques stricts in Ferreira 2005 d autre part pres de 20 esp ces nouvelles pour le site ont t identifi es appartenant surtout au groupe des Amphipodes des Ostracodes et des Mollusques Cette fort
30. tre satisfait pour les cycles tr s d ficitaires probabilit d occurrence gt a 20 ans sec Les autres sc narios test s avec ce m me dispositif permettent d extraire un volume annuel maximal de 5 8 millions de m mais pour une probabilit d occurrence m diane du contexte hydrologique Avec un nouveau forage plus profond de 30 m tres que le dispositif actuel le volume annuel pomp pourrait atteindre en moyenne 5 5 millions de m pour la moiti des sc narios test s et ce pour l ensemble des conditions hydrologiques consid r es Le d bit total d exploitation y compris en p riode de pointe pourrait ainsi atteindre un maximum de 500 l s Le d bit maxima restituer l H rault serait de 300 l s alors que le debit de base pour ne depasserait pas 125 l s correspondant un volume annuel de 4 6 millions de m5 Pour une probabilit d occurrence de 30 ans sec du contexte hydrologique le volume total pomp est compris entre 5 et 5 5 millions de m5 pour les deux sc narios suivants i Qr 200 l s et 100 5 et ii Qr 250 l s et QODAEP 100 l s Pour une garantie de probabilit d occurrence sup rieure a 30 ans sec ni le dispositif actuel ni un nouvel ouvrage plus profond de 30m ne permettraient d obtenir un volume annuel sup rieur 5 3 millions de m Seul le sc nario ne d passant pas le d bit total de 400 l s 200 l s et Qb 100 l s permettrait avec un nouvel ou
31. 200 250 1 janv 2 mars 1 mai 30 juin 29 ao t 28 oct 27 d c QCF naturel sans pompage Q r siduel Qr serv Q r siduel Pluie 600 r 100 500 80 400 LL 60 300 z Q 200 40 2 2 100 20 3 8 5 0 N 0 2 a 100 20 200 300 40 1 janv 2 mars 1 mai 30 juin 29 01 28 oct 27 dec Debit AEP Alimentation en Eau Potable sollicitation karst D bit de pompage suppl mentaire pour satisfaire la condition de d bit r serv Qr D bit total de pompage Pi zom trie calcul e par le mod le Tempo Pi zom trie calcul par le mod le num rique Mathlab Simulink Annexe _lillustration 16 Evolution temporelle de la pi zom trie calcul par les mod les en contexte hydrologique de type lt 10 ans sec Sc nario Qr serv e 300 I s Qbase AEP 100 I s BRGM RP 54865 FR Rapport final 191 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Crit re de d bit r serv 300 Run3 baseAEP 100 Contexte hydrologique 20 ans Sec 0 50 T 100 E ml 5 2 a 150 200 250 1 janv 1 mars 30 avr 29 iuin 28 ao t 27 oct 26 d c QCF naturel sans pompage Q r siduel Qr serv x Q r siduel Pluie 600 100 500 80 400 60 300 40 z mi 200 20 2 100 0 a 2 0 20
32. Elles ont d velopp au cours d une longue volution g n ralement plusieurs dizaines de millions d ann es des caract ristiques biologiques et des capacit s physiologiques qui r pondent aux contraintes que leur impose le milieu souterrain Ces contraintes correspondent tout d abord une absence de lumi re donc de production primaire Sans ce maillon trophique l mentaire habituel point d ancrage de la cha ne alimentaire l cosyst me souterrain est contraint a l h t rotrophie et les organismes qui y vivent doivent s adapter la raret des ressources nerg tiques et l allotroghie transport des ressources nerg tiques depuis la surface Les eaux souterraines profondes sont galement appauvries en oxyg ne et les organismes ont faire face une exposition fr quente hypoxie Les modifications anthropiques de l environnement souterrain constituent une pression suppl mentaire que les esp ces doivent affronter et qui s applique suivant une chronologie et une vitesse en dysharmonie avec leurs capacit s biologiques Pour mieux mesurer les risques encourus par ces esp ces il est n cessaire de rappeler les traits biologiques les plus pertinents de leurs strat gies de vie et les caract ristiques des populations et des communaut s d coulant de ces traits biologiques En effet la conjonction de ces caract res avec une anthropisation croissante et diversifi e conf re ces communaut s a priori fragiles une
33. Qr QbAEP ont t consid r es chroniques d entrees hydrologique du UN 0 000 96 Illustration 54 Evolution de la pi zom trie minimum de la semaine de pointe d ao t calculee par le mod le Tempo en fonction du debit de pompage 11 combinaisons d entr e Qr QbAEP ont t consid r es chroniques d entrees hydrologique du FUN att n ed nti abd will done oad a A 97 Illustration 55 Evolution temporelle de la pi zom trie calcul e par les mod les en contexte hydrologique lt M dian gt Sc nario Qr serv 200 l s Qbase AEP 100 l s L volution des donn es d entrees et du d bit r siduel des Cent Fonts est galement T port e id aaa 101 Illustration 56 Evolution temporelle de la pi zom trie calcul e par les mod les en contexte hydrologique de type lt 10 ans sec mois d t suivi d une premi re crue tardive d but octobre Sc nario Qr serv 200 l s Qbase AEP 100 l s BRGM RP 54865 FR Rapport final 13 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource L volution des donn es d entr es et du d bit r siduel des Cent Fonts est galement report e Sm aha ba na n may A ta a 102 Illustration 57 Evolution temporelle de la pi zom trie calculee par les mod les en contexte hydrologique de type lt 20 ans sec mois d t gt suivi d une premi re crue pr cosse d but septembre Sc
34. Sc nario Qr serv 250 l s Qbase AEP 125 l s 200 BRGM RP 54865 FR Rapport final Systeme karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Critere de d bit r serv 300 Run3 baseAEP 125 Contexte hydrologique Median 3500 TTI i il 0 3000 1 50 2500 2 2000 100 1 y 3 1500 450 3 a a 1000 200 500 0 250 1 janv 2 mars 1 mai 30 juin 29 ao t 28 oct 27 d c QCF naturel sans pompage Q r siduel Qr serv x Q r siduel Pluie 600 100 500 80 400 1 60 T 300 9 2 200 39 100 7 20 a 0 0 S 100 1 20 QA 200 300 m 400 60 1 janv 2 mars 1 mai 30 juin 29 ao t 28 oct 27 dec Debit AEP Alimentation en Eau Potable sollicitation karst D bit de pompage suppl mentaire pour satisfaire la condition de d bit r serv Qr D bit total de pompage Pi zom trie calcul e par le mod le Tempo Pi zom trie calcul e par le mod le num rique Mathlab Simulink Annexe Illustration 26 Evolution temporelle de la pi zom trie calcul e par les mod les en contexte hydrologique de type lt d ann e m diane Sc nario Qr serv 300 l s Qbase AEP 125 Vs BRGM RP 54865 FR Rapport final 201 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la re
35. Sur l aspect inventaire avant et apr s pompage la pr cision des donn es l esp ce s impose puisqu il s agit de savoir si les esp ces d j inventori es dans la litt rature sont encore recens es aujourd hui ventuellement si de nouvelles esp ces sont collect es sur le site et enfin si cet assemblage est reconstitu apr s le pompage exp rimental Ce degr de pr cision au niveau sp cifique ne concerne que les stygobies Mais comme indiqu en introduction une partie de la faune r colt e est non stygobie pig e et constitue une fraction importante des chantillons particuli rement dans les sources Le tri entre faune stygobie et non stygobie est tr s facile et imm diat pour certains groupes pr sentant des caract res stygomorphes vidents Crustac s Isopodes Amphipodes Syncarides ou pour des groupes ne renfermant pas d esp ces stygobies du moins dans la zone d tude larves d insectes Crustac s Cladoc res 3 Esp ce pig e esp ce caract ristique des eaux de surface 11 BRGM RP 54865 FR Rapport final 247 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Planche 1 Quelques repr sentants de la faune stygobie du massif des Cent Fonts 1 Stenasellus buili Crustac Isopode taille 1cm photo G Magniez 2 Niphargus virei Crustac Amphipode taille 2cm photo MJ Olivier 3 Schellencandona cf simililampadis Crustace Ostracode
36. Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Lorsque le debit de pompage suppl mentaire Q sup devient sup rieur au d bit residuel des Cent Fonts alors les sources tarissent et le debit residuel des Cent Fonts devient nul C est a partir de ce moment que l on sollicite les reserves du karst et que le niveau piezometrique commence a diminuer rabattement L Herault commence alors a alimenter le karst Illustration 4 une valeur de l ordre de 30 l s valeur d termin e lors de l essai de pompage Ladouche et al 2005 BRGM RP 54426 FR Contexte Hydrologique 30 ans sec 5000 x v x h 1 m Ty T a il if 7 1 20 4000 4 40 2 3000 160 I 3 2000 i m a 1 Sources tarissent L 400 4 A 1000 1 PM st 120 04 x 140 1 31 2 mars 1 avr 1 mai 31 mai 30 iuin 30 juil 29 ao t 28 sept 28 oct 27 nov 27 dec QCF naturel sans pompage Q r siduel Qr serv x Q r siduel_CF Precipitation Pr cipitation mm Illustration 4 Evolutions temporelles des debits naturel et residuel de la source des Cent Fonts et du d bit r serv lors d un pompage param tre de l exemple contexte hydrologique trentenal sec base AEP 100 Vs debit r serv 300 l s BRGM RP 54865 FR Rapport final 27 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressourc
37. a pas t pris en compte dans le protocole de suivi mis en ceuvre Enfin la conjonction des trois phenomenes peut accentuer la vulnerabilite de Pecosysteme sur le long terme 7 3 CARACTERISTIQUES DES ESPECES STYGOBIES Les organismes stygobies sont des especes originales Elles ont d velopp au cours d une longue volution generalement plusieurs dizaines de millions d annees des caracteristiques biologiques et des capacites physiologiques qui repondent aux contraintes que leur impose le milieu souterrain absence de lumi re r duction d oxyg ne oligotrophie Outre la disparition des organes visuels s accompagnant du d veloppement de structures sensorielles compensatoires les organismes stygobies sont caract ris s par un m tabolisme tr s bas et en cons quence par des cycles de reproduction extr mement longs et dilat s dans le temps par comparaison avec les organismes de surface Les stygobies ont opt pour une dur e de vie longue jusqu 30 ans chez PAmphipode Niphargus contre seulement 2 ans chez le Gammarus Amphipode des eaux de surface mais aussi sur la production d un faible nombre de descendants jusqu a 1 seul oeuf par ponte chez les Syncarides Coineau 1998 avec une nergie consacr e a une protection souvent plus importante des jeunes Les strat gies de vie des stygobies sont ainsi bas es sur une relative constance du milieu souterrain Du fait de ces traits biologiques
38. au brgm dans lesquels les coulements sont d crits l aide de fonctions de transfert Le type d approche utilis e apporte a partir du suivi en continu d un niveau pi zom trique d un d bit et de param tres physico chimiques tels que la conductivit et la temp rature de l eau des renseignements sur les processus de transfert responsables des variations observ es et ce faisant sur les m canismes r gissant le fonctionnement d un hydrosyst me Ces m canismes font intervenir la recharge du syst me mais galement la contribution de ses diff rentes connexions hydrauliques lorsqu un contraste des param tres physico chimiques est observ entre ses BRGM RP 54865 FR Rapport final 29 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource diff rentes composantes epikarst et conduits conduits et matrice fissur e peu perm able etc Le traitement num rique des chroniques fait appel a des techniques d inversion On parle alors de mod lisation inverse des ph nom nes Contrairement a la mod lisation directe qui consiste simuler le fonctionnement d un hydrosyst me partir de concepts reposant la fois sur la description de l hydrosyst me et l application de lois de la physique la mod lisation inverse d crit le fonctionnement d un hydrosyst me partir de r ponses impulsionnelles ruissellement coulement souterrain transfert de masse Ces r ponses impulsionnelles
39. bit r serv restituer au fleuve H rault La d finition pr cise de ce d bit r serv d pendra de d bits d tiage de r f rence qui seront fix s dans le cadre du SAGE H rault Le chapitre 3 d crit les deux approches de mod lisation num rique utilis es pour la simulation des sc narios d exploitation de la ressource du syst me karstique des Cent Fonts Le Chapitre 4 pr sente et d crit les r sultats des deux mod les et leurs inter comparaisons Le chapitre 5 pr sente et commente les r sultats des simulations pour les diff rents sc narios d exploitation dus syst me karstique des Cent Fonts laide des deux approches de mod lisation num rique consid rant cinq probabilit d occurrence de contextes hydrog ologiques contrast s et distincts Le chapitre 6 discute des r sultats des simulations dans une perspective d exploitabilite du syst me karstique a partir de l ouvrage existant ayant fait l objet du pompage ou d un nouvel ouvrage plus profond Le chapitre 7 pr sente et commente les principaux r sultats de Petude environnementale effectu e sur la microfaune du systeme karstique des Cent Fonts en cours de pompage et posterieure aux pompages resume du rapport de l universit de Lyon UMR CNRS 5023 Ecologie des Hydrosystemes Fluviaux Universite CLAUDE BERNARD Lyon 1 annexe 8 Finalement le chapitre 8 le dernier chapitre discute de l tat des connaissances du syst me karstique de l impact du po
40. du mod le pi zom trique de Tempo cf illustration 6 Le mod le niveau pi zom trique tant caract ris par 4 entr es pluie efficace d bit des pertes d bit d infiltration en provenance de l H rault et fonction de sollicitation cf Illustration 6 4 r ponses impulsionnelles ont donc t d termin es Illustration 30 Les r ponses impulsionnelles de la fonction de sollicitation et du d bit de contribution de l H rault sont tr s courtes 12 jours environ La r ponse 64 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource impulsionnelle de la fonction de sollicitation intervient immediatement d calage 0 j et pr sente un maximum peu prononc vers 5 jours La r ponse impulsionnelle du d bit d infiltration en provenance de l H rault s exprime lorsque le d calage atteint 4 jours puis augmente faiblement jusqu a ce que le d calage atteigne 6 jours Pour des d calages sup rieurs a 8 jours la r ponse devient nulle Les r ponses impulsionnelles de la recharge par les pluies efficaces et des pertes de la Bu ges pr sentent un maximum pour un d calage de 1 jour puis d croissent plus ou moins rapidement de mani re exponentielle On retrouve la des volutions semblables a celle d ja observ es en absence de pompage Ladouche et al 2004 Pour les pertes de la Bu ges la r ponse impulsionnelle n est pas nulle a l origine d cala
41. e en jours pour les diff rents sc narios et probabilit s d occurrence a t calcul e L ensemble de ces donn es sont repr sent s au sein de tableaux de synth se Ces tableaux de synth se Tableau 14 Tableau 14 Tableau 15 et Tableau 17 permettent de faire les commentaires suivants Avec le dispositif actuel le sc nario qui conduirait a pomper 200 l s en semaine de pointe et a r server un debit inferieur ou gal a 250 l s au fleuve H rault conduirait a BRGM RP 54865 FR Rapport final 113 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource pomper un volume annuel compris entre 4 5 et 5 5 millions de m pour l ensemble des contextes hydrologiques d bit total maximal de pompage en p riode de pointe de 450 l s Les volumes annuels maximaux sont observ s pour les contextes hydrologiques fortement d ficitaires en pr cipitation d occurrence sup rieure ou gale 30 ans sec Avec le dispositif actuel et pour un d bit total de 500 l s en p riode de pointe le volume annuel pompe peut d passer 6 millions de m n anmoins les sc narios ne pourront pas tre satisfaits pour les cycles hydrologiques d ficitaires de probabilit d occurrence sup rieure a 10 ans lt sec Seul le sc nario Qr 200 l s et 125 5 permettrait de disposer d un volume annuel de 6 1 millions de m pour un contexte hydrologique d une probabilit d occurrence de 30 ans
42. lt 30 ans sec mois d t gt suivi d une crue pr cosse d but septembre Sc nario Qr serv 200 l s Qbase AEP 100 Vs L volution des donn es d entr es et du d bit r siduel des Cent Fonts est galement report e 104 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Critere de d bit reserve 200 Run3 baseAEP 100 Contexte hydrologique 530 ans Sec 3500 rey T T soa D 0 3000 T 50 2500 a 2000 1008 o 2 1500 150 3 a a 1000 5 m 200 500 0 250 1 janv 2 mars 1 mai 30 juin 29 ao t 28 oct 27 naturel sans pompage Q r siduel Qr serv gt Q r siduel Pluie 450 100 90 350 80 250 70 6 dl 2 150 a 50 2 J a 40 50 4 r 30 Minimum observ lors de la a J semaine de pointe du mois Minimum 20 150 d ao t observ avant les crues 10 4 automnales 250 T T T T T T 0 1 2 mars 1 mai 30 juin 29 ao t 28 oct 27 dec D bit AEP Alimentation en Eau Potable sollicitation karst D bit de pompage suppl mentaire pour satisfaire la condition de d bit r serv Qr D bit total de pompage Pi zom trie calcul e par le mod le Tempo Pi zom trie calcul e par le mod le num rique Mathlab Simulink
43. maintenant utiliser les caract ristiques des diff rentes r ponses impulsionnelles ainsi individualis es afin de simuler de mani re pr visionnelle l volution des d bits pertes et source des Cent Fonts lorsque le syst me est soumis telle ou telle condition hydroclimatique La pr vision d un d bit la source ou au pertes requi re de disposer de chronique de pluie efficace la pluie efficace tant elle m me d duite partir de s quence de pluie et d ETP Pour utiliser un mod le de transfert en mode pr visionnel il faut donc au pr alable construire des g n rateurs al atoires de pluie et d ETP dont les caract ristiques satisfassent un certain nombre de conditions d duites de l analyse des series temporelles de pluie et d ETP observ es En effet la pr vision d une s quence de pluie faisant directement suite une s quence observ e est relativement contrainte par le ph nom ne d autocorr lation les p riodes pluvieuses pr sentent en g n rale certaines similitudes tant au niveau temporel que des hauteurs de pluie Un comportement similaire est observ pour la variable climatique ETP Nous allons d crire dans un premier temps les diff rentes tapes qui aboutissent la cr ation des g n rateurs de pluie et d ETP partir de la d termination des fonctions caract ristiques Dans un second temps nous pr senterons les r sultats statistiques obtenus au moyen du mod le pr visionnel de la source
44. me karstique serait de 83 jours Le volume annuel pomp serait de 5 3 millions de m ii Le dispositif actuel ou un nouvel ouvrage plus profond de 30m permettrait d assurer un d bit pour l AEP de 100 l s soit 200 l s en p riode de pointe pour les cycles hydrologiques d ficitaires de probabilit d occurrence atteignant lt 30 ans sec Les deux sc narios suivants seraient satisfaits i Qr 200 l s et 100 l s et ii Qr 250 l s et 100 l s Le volume annuel pomp serait compris entre 5 et 5 5 millions de m La dur e de sollicitation du systeme karstique serait de 63 respectivement 65 jours 126 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource 7 Interpr tation du suivi hydrobiologique de la faune stygobie realis sur le systeme karstique des Cent Fonts Une synth se du rapport Interpr tation du suivi hydrobiologique de la faune stygobie r alis sur le systeme karstique des Cent Fonts lors du pompage d essai r dig par Olivier M J Martin D Bou C Pri V avec la participation de D Galassi amp P Marmonier septembre 2006 a t effectu e Pour plus de d tails le lecteur se referera au rapport coordonn par l quipe d Hydrobiologie et Ecologie Souterraines UMR CNRS 5023 Ecologie des Hydrosystemes Fluviaux de l Universit Claude Bernard Lyon 1 Annexe 8 7 1 INTRODUCTION La faune du sy
45. nbnsiey uu s s Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource A7 2 Caract risation de la relation reliant le d bit du Moulin de Bertrand donn es corrig es du cesml au niveau d eau de l H rault mesur au niveau des emergences des Cent Fonts Mire METHODE A Nous pr sentons sur l illustration suivante Annexe_lllustration 42 l volution des d bits de l H rault au Moulin de Bertrand donn es corrig es du cesml ainsi que les hauteurs d eau du fleuve mesur es au niveau du site des Cent Fonts Les valeurs des d bits jaug s a l amont des sources des Cent Fonts en 2005 cf BRGM RP 54426 FR sont galement report es Les d bits de l H rault au Moulin de Bertrand apparaissent coh rents aux d bits jaug s Sur la p riode du 30 06 04 au 31 12 2005 nous avons cherch valuer la relation qui relie le d bit au Moulin de Bertrand aux hauteurs d eau mesur es au site des Cent Fonts afin de reconstituer les lacunes de donn es de la chronique de d bit du Moulin de Bertrand 1000 y 79 0 1785 _ LL o z a 1004 78 0 5 1 1 8 1 1 5 4 77 5 r a 9 3 10 77 0 5 2 1 i r o o o o 1798 1 AI 76 0 30 06 04 27 12 04 25 06 05 22 12 05 20 06 06 D bit de l H rault aux Cent Fonts amont source Jaugeages 2005 BRGM RP 54426 FR D bit de l H rault au Moulin Bertrand donn e
46. oe OWA 2 ueIp uu l H 8 la 9 a 7 e 65 Al r L uns 4nod Sjeynsei 9102 9002 epoued gt sejnwis s b n sjuasayip s p sio s b ng ej ep seued 8 x uo2 62 nesjqe osnoss l e uons 5 soleugos UONEINUIS S uo4 1492 s p nbnsiey 5 611 leu poddey 3 299879 uns 4nod Sjeynsei 9102 9002 epoued gt sejnwis s b n sjuasayip s p sio s b ng ej seued anbiBojoipAy OF Nesjqe g0JNOSsel e uons 5 soleugos uonel nuuiS S uo4 1492 s p nbnsiey uu s sS eu yoddey 44 S9879 dM N MG rL uns 4nod sjejjnsei 9LOZ 9002 epoued gt sejnwis s b n sjuasayip s p sio s b ng ej ep seued anbiBojoipAy 8 x uo2 LE g0JNOssal e uons 5 soleugos UONEINUIS s Juoq 1492 s p nbnsiey 9 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Annexe 3 Elements d informations complementaires au modele de reservoir couple a une solution analytique BRGM RP 54865 FR Rapport final 175 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource EVALUATION DES PERTES DE CHARGE AU PUITS DE POMPAGE Operation CENT FONTS Nom de l ouvrage CF Localisation Herault Typ
47. quilibre du massif apr s les pompages et les crues d automne Figure 5 Id alement le meilleur moment pour collecter la faune derivante se situe lors de la phase montante de la courbe de d bit Vexutoire c est dire lorsque les premi res eaux de lessivage ont travers le massif C est en g n ral cette p riode que le maximum de d rive est observ Gibert 1986 et que Fon obtient une image plus exhaustive du contenu du massif est cependant difficile d tre pr sent pour chantillonner au moment opportun d une part la survenue et le caract re significatif de la crue tant difficilement pr visibles d autre part le temps de r action aux exutoires apr s les pr cipitations tant variable d un massif l autre Ainsi sur la figure 5 on peut constater que le suivi de la crue de janvier 2006 a d but apr s le maximum d amplitude tel que d crit par la cote pi zom trique Pexutoire et titre indicatif par le d bit de l H rault Pour travailler en conditions optimales le filtrage aurait du d buter 4 jours auparavant Tableau 7 apports de la crue dans l inventaire post Inventaire post pompages SOURCES P P pag amp CAVITE GASTROPODA Moitessieria rolandiana Moitessierla n sp 1 Bythinella n sp Heraultiella exilis Bythiospeum bourguignati Islamia moquiniana Kieferella delamarei Acanthocyclops venustus vvestfalicus CYCLOPOIDA Graeteriella cf boui HARPACTICOIDA Ceuthonectes gallicus Elaphoi
48. s jeuy yoddey 44 S9879 dM N MGd 02 926 98 08 1 emp 962 e o piwny sueog eprunu sues apiuiny suegz lt GL moy L moy el moy ck moy LL now OL moy 20 moy 90 moy e 01 21 o EJN 89 p uny sueg EZ sueg Z uns anod nugjgo sjejyinses 9L0Z 900Z 8pou d gt s lnulls sep so sjuoy JUBD sep 224n0s ej enbibojo1pAy 8 x uo2 z eve 666 99 ese g0JNOssal e uoys soleugos UONEINUIS SJUO4 1492 s p nbnsiey 9 11 leui poddey 44 C9979 dM N MG des suepe lt das suepz 80 20 996 sez 222 9 ue p uu _ _ oes suepe lt das sue0 das 5480 Suez 099 suepz 295 suepe lt das suepe MELO onf 902 ew 99 cr er tes 2006 uns anod nugjgo sjejyjnses 9L0Z 900Z 8pou d gt sejnwis s ben sjuesayip sep so sjuoy JUBD sep 224n0s ej enbibojo1pAy 8 x uo2 gz g0JNOSsel e uons 5 SOLEUS9S uonel nuuiS S uo4 1492 s p nbnsiey uu s sS eu yoddey 44 S9879 dM N MG 221 iso om S 2960 sS s 82 6e 690 82 lee f 9 6 t j O s C az 8 e s 6 z 0 2 9 2 L L L 081 vel B 40 mow 90 noy see
49. seau de drains ou un syst me annexe au drainage La localisation pr vue du site de forage satisfait la premi re de ces deux conditions l exp rience doit tre conduite un debit de pompage du m me ordre de grandeur ou significativement sup rieur au d bit naturel de la source En pratique elle doit donc tre mise en oeuvre en tiage Le d bit de pompage envisag 400 l s est significativement sup rieur au d bit moyen d tiage 300 l s 1 4 OBJET ET CONTENU DU RAPPORT Le pr sent rapport fait suite au rapport de fin de travaux des pompages d essai sur le site des Cent Fonts Commune de Causse de la Selle H rault BRGM RP 54426 FR remis en janvier 2006 au Conseil G n ral de l H rault Les objectifs du pr sent rapport sont les suivants i proposer des sc narios d exploitation de la ressource du syst me karstique des Cent Fonts en consid rant les besoins en eau les p riodes de pointe au cours d un cycle hydrologique et leurs dur es ainsi que le debit reserve a restituer au fleuve H rault 30 sc narios ont t tablis sur la base de discussions men es avec le Conseil G n ral pour valuer les besoins en eau augmentation graduelle de la consommation de mai a septembre et p riodes de pointe du 14 juillet au 15 ao t quatre d bits de base pour PAEP ont t consid r s 100 l s 125 l s 150 l s et 200 l s 320 simulations ont t effectu es a partir du comportement du syst me sous sol
50. siduel Qr serv x Q r siduel Pluie 500 100 400 90 300 80 T 2 T 200 70 x 100 60 2 a o 50 N 2 100 40 200 30 300 20 1 janv 1 mars 30 avr 29 iuin 28 ao t 27 oct 26 dec Debit AEP Alimentation en Eau Potable sollicitation karst D bit de pompage suppl mentaire pour satisfaire la condition de debit r serv Qr D bit total de pompage Pi zom trie calcul e par le mod le Tempo Pi zom trie calcul par le mod le num rique Mathlab Simulink Annexe Illustration 22 Evolution temporelle de la pi zom trie calcul e par les mod les en contexte hydrologique de type lt 20 ans sec Sc nario Qr serv 200 l s Qbase AEP 125 l s BRGM RP 54865 FR Rapport final 197 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Critere de d bit r serv 250 Run3 baseAEP 125 Contexte hydrologique Median 3500 TTI i il 0 3000 1 50 2500 2000 100 2 4 v 2 1500 5 O S 150 1000 5 1 A N N A 200 500 xA 0 250 1 janv 2 mars 1 mai 30 juin 29 ao t 28 oct 27 dec naturel sans pompage Q r siduel Qr serv x Q r siduel Pluie 600 100 500 90 400 80 ra 300 70 2 200 60 100 50 a 0 40 1 100 30 4 a 200 20 300 10 400
51. trentenal sec gt Qr gt QCF naturel Pour une condition de d bit r serv gale 250 l s le debit r serv Qr devient sup rieur au d bit naturel QCF naturel dans le courant de l t pour les contextes hydrologiques de type lt 30 ans sec en juillet 20 ans sec et lt 10 ans sec gt en ao t et plus tardivement mi septembre pour le contexte hydrologique lt median gt Pour une condition de d bit r serv gale 300 l s le d bit r serv Qr devient sup rieur au d bit naturel QCF naturel fin juin pour le contexte hydrologique de type 30 ans sec dans le courant du mois de juillet pour 88 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource les contextes hydrologiques de type lt 20 ans sec et lt 10 ans sec gt et au mois d ao t pour le contexte hydrologique m dian Les l ments d information r sum s ci dessus pourront tre utilis s dans le cadre des discussions qui s engageront dans le futur pour la d finition du d bit r serv restituer au fleuve H rault Ce d bit reserve devra figurer dans la D claration d Utilit Publique DUP si le systeme karstique des Cent Fonts devait tre exploit BRGM RP 54865 FR Rapport final 89 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Crit re de d bit
52. 0 1 janv 2 mars 1 mai 30 juin 29 ao t 28 oct 27 dec Debit AEP Alimentation en Eau Potable sollicitation karst D bit de pompage suppl mentaire pour satisfaire la condition de d bit r serv Qr D bit total de pompage Pi zom trie calcul e par le mod le Tempo gt Pi zom trie calcul e par le mod le num rique Mathlab Simulink Annexe _lllustration 23 Evolution temporelle de la pi zom trie calcul e par les mod les en contexte hydrologique de type lt d ann e m diane Sc nario Qr serv 250 l s Qbase AEP 125 Vs 198 BRGM RP 54865 FR Rapport final Systeme karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Critere de d bit r serv 250 Run3 baseAEP 125 Contexte hydrologique 10 ans Sec 3500 my 3000 50 2500 T 2 2000 100 E o 3 1500 150 5 a a 1000 200 500 0 T 250 1 janv 2 mars 1 mai 30 juin 29 01 28 oct 27 d c QCF naturel sans pompage Q r siduel Qr serv x Q r siduel Pluie 600 100 500 80 400 300 60 2 200 5 100 40 2 100 a 200 0 300 400 20 1 janv 2 mars 1 mai 30 iuin 29 ao t 28 oct 27 d c Debit AEP Alimentation en Eau Potable sollicitation karst D bit de pompage suppl mentaire pour satisfaire la condition de d bit r serv Qr D bit total d
53. 10 ans p riode 2006 2016 d nomm es ci apr s run 1 run 2 et run 3 Les chroniques de pluie et d ETP ainsi g n r es ont ensuite t utilis es en tant qu entr es des sous mod les par les diff rents mod les de transfert de d bits afin de d terminer de mani re pr visionnelle les d bits des pertes de la Bu ges et des Cent Fonts d bits naturels non influenc s par les pompages Le run 1 de pluie et d ETP p riode 2006 2016 permet donc de d terminer une chronique de d bit des Cent Fonts QCF_ run 1 de 10 ans De la m me fa on on d termine une chronique de d bit des pertes Qpertes_run 1 de 10 ans Les run 2 et 3 p riode 2006 2016 de pluie et d ETP permettent galement de g n rer des chroniques de d bit de 10 ans QCF_ run 2 QCF_ run 3 Qpertes run 2 et Qpertes run 3 La synth se des r sultats globaux obtenus pour chaque cycle hydrologique mod lis sur la p riode 2006 2016 est pr sent e au sein du Tableau 2 Le cycle hydrologique 2005 2006 du run 3 appara t extr mement d ficitaire Les valeurs de ce cycle sont comparables aux valeurs mesur es au cours du cycle 2004 2005 Les valeurs des autres cycles simul es permettent d encadrer les valeurs observ es au cours de la p riode 1997 2005 Des cycles excedentaires d ficitaires ou normaux sont donc repr sent s dans chacune des chroniques g n r es au moyen de l approche de mod lisation Tempo 50 BRGM RP 54865 FR Rapport final
54. 133E 04 X141 1 531E 08 X 12 1 2021E 12 X143 0 999 Coefficients d ajustement R coefficient de corr lation 0 999 R coefficient de d termination 0 999 SCR 0 014 Parametres du modele Parametres Valeur__ Ecart type pri 7 63E 01 2 7E 02 pr2 3 13E 04 5 2E 05 pr3 1 53E 08 1 4E 08 pr4 1 20E 12 8 4 13 Pr dictions et r sidus Individus Poids Q estime Ind1 1 10 Ind2 1 280 Ind3 1 300 Ind4 1 348 Ind5 1 345 Ind6 1 590 Ind7 1 2600 Ind8 1 5000 Ind9 1 6000 Ind10 1 11000 180 76 34 76 37 76 38 76 48 76 54 77 00 77 65 77 89 79 49 76 1 t 1 t 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 Q Cent Fonts I s H H rault Residus 8 R sidus centr s Mod le r duits 76 30 0 476 76 39 0 043 0 888 76 39 0 019 0 386 76 41 0 030 0 634 76 41 0 074 1 540 76 48 0 060 1 259 77 03 0 030 0 626 77 63 0 014 0 286 77 89 0 003 0 066 79 49 0 000 0 008 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Annexe 4 R sultats de l approche de mod lisation Tempo et comparaison aux r sultats du modele de r servoir coupl a une sollution analytique BRGM RP 54865 FR Rapport final 181 681 leu Joddey 4 59879 S SUE Oz 9102 102 VL 80 L2 S sue 0 LOC ELOC of EL B Le 097 OLC Ove tli9e EL 80 LC S sue OL 6102 2102 87 099 lose 2271 591480 2 009 0 2 oez 6Zt SL 8 LZ ost 0
55. 14 recharge 0 05 g 0 12 0 10 0 04 Temps de fin d infiltration 0 08 i de la composante lente de la 0 06 0 02 U recharge 0 04 0 01 75 0 02 0 00 0 00 0 20 40 60 80 100 120 140 D calage en jour j RII lente R I rapide Illustration 11 Calcul des hydrogrammes unitaires normalis s reponses impulsionnelles de pertes de la Bu ges BRGM RP 54865 FR Rapport final 37 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Modele et Observation R2 0 81 Nash 0 61 9 4 2004 22 8 2005 Observ Mod le Illustration 12 Comparaison du d bit mod lis au d bit mesur au pertes de la Bu ges 81 de la variance totale expliqu e crit re de Nash 0 61 Les r sultats de la mod lisation sont pr sent s sur lIllustration 12 La surface de bassin versant calcul par le mod le est de 27 km Cette estimation est en accord avec les r sultats obtenus lors des phases ant rieures du projet il a t montr que les pertes de la Bu ges contribuent pour 50 l coulement des Cent Fonts qui pr sente une surface de bassin d alimentation de 60 km Le mod le permet de reproduire assez fid lement les volutions observ es lors des tiages les pics de crues et le tarissement sont globalement assez bien reproduits L ann e 2001 modelisee apparait sous estim e par rapport aux observations ce
56. 22 5 m Q 36 l s 2 9 E O somp O source 3 dt S drain avec Ha niveau d eau ou charge hydraulique dans le drain karstique m Sarain surface d noy e du drain m Qcr d bit naturel du syst me des Cent Fonts m h Qs d bit de sollicitation des blocs m h Q d bit d infiltration de la rivi re H rault m h Qpomp d bit de pompage m h 60 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Qsource d bit de la source des Cent Fonts calcul par le mod le m h Heu Seuil de d bordement du drain m Le d bit de sollicitation des blocs Qs est calcul dans le r servoir lt blocs gt d crit ci dessous Le d bit naturel des Cent Fonts a t simul par le mod le Tempo selon diff rents sc narios de pluies l constitue une entr e du mod le Le d bit de pompage Qpomp est constitu de la s rie de valeurs mesur es pendant l essai Seuls trois param tres caract risent ce r servoir Illustration 28 Ils sont d crits ci dessous La fonction capacitive du drain karstique correspond son emmagasinement exprim en m II s agit du volume d eau lib r par le r seau karstique lorsqu on diminue le niveau d eau dans le drain d un metre exprim en m m soit en m Le drain karstique tant constitu de vides de porosit gale a 100 son emmagasin
57. Annales de Sp l ologie 25 665 709 Rouch R 1977 Consid rations sur l cosyst me karstique Comptes Rendus de l Acad mie des Sciences de Paris 284 1101 1103 Rouch R 1980 Le syst me karstique du Baget X La communaut des Harpacticides Richesse sp cifique diversit et structures d abondances de la nomocenose hypog e Annales de Limnologie 16 1 20 Rouch R 1982 Le syst me karstique du Baget XII La communaut des Harpacticides Sur Vinterdependance des nomoc noses pig e et hypog e Annales de Limnologie 18 41 54 27 264 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Rouch R Juberthie Jupeau L Juberthie C 1968 Recherches sur les eaux souterraines 3 Essai d tude du peuplement de la zone noyee d un karst Annales de sp l ologie 23 4 717 733 Rouch R Pitzalis A Descouens A 1993 Effets d un pompage gros debit sur le peuplement des Crustaces d un aquif re karstique Annales de Limnologie 9 1 15 29 Sinton L W 1984 The macroinvertebrates in asewage polluted aquifer Hydrobiologia 119 161 169 TERCIA Acer campestre 2001 Etude d impact du projet de forage des Cents Fonts Turquin M J 1981 The tactics of dispersal of two species of Niphargus perennial Troglobitic Amphipoda Prodeedings 8th Intemational Congress of speleology Bowling Green USA B F Beck Ed 353 354 Vigneux E Keith P No
58. BRGM RP 54865 FR Rapport final 254 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Le niveau de d termination tant h t rog ne d un groupe taxonomique l autre le groupe des non stygobies rassemble sans distinction les deux cat gories ecologiques restantes voir introduction les stygophiles r sidents occasionnels et les stygox nes h tes accidentels indicateurs d une intrusion d eau de surface Lors des pompages par paliers de debit les elements exogenes apparaissent en tres faible nombre mais cette apparition est tres rapide comme en temoigne la pr sence du genre Gammarus lors du 2 essai 300l s soit 4 heures apr s de d but de l exp rimentation Ajust au d bit r el le nombre de stygox nes r colt s repr sente 1500 individus pour 24h soit plus du double des stygobies Au cours des pompages en continu la densit de d rive varie de 0 14 6 1 individus m3 Tableau 5 Elle ne se stabilise pas au cours du temps Ces densit s de d rive ne seront pas discut es plus en d tail car les calculs pr sent s ne tiennent pas compte des nombreuses larves d insectes qui p n trent dans le massif par le lit de l H rault et sont ensuite collect es par la pompe Annexe 3 L identification et le d nombrement de ces larves d insectes n ont pas t r alis s en raison de leur forte abondance et du peu d information suppl mentaire qu apporterait une telle pr cision
59. D stockage drain E D bit de la source m D bit de pompage Illustration 44 r partition des volumes coul s lors du pompage d essai de juillet ao t 2005 78 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource 4 Pr sentation et discussion des r sultats de Pintercomparaison des deux approches de simulation 4 1 INTERCOMPARAISON DES RESULTATS DES MODELES EN CONSIDERANT UNE CHRONIQUE DE POMPAGE IDENTIQUE A CELLE DU POMPAGE D ESSAI DE LONGUE DUREE DE L ETE 2005 4 1 1 Objectif Dans le cadre de cette tude deux mod les distincts ont t d velopp s ils reposent sur des approches de mod lisation radicalement diff rentes Les deux mod les permettent de reproduire de maniere tr s satisfaisante les volutions observ es lors des essais de pompage de l t 2005 Nous avons cherch valuer le comportement des deux mod les pour diff rents contextes hydrologiques lorsque le systeme est soumis a un pompage Pour ce faire nous avons consid r une chronique de pompage identique a celle du pompage de longue dur e de 2005 et des chroniques d entr es identiques pour les deux modeles 4 1 2 Donn es d entr e utilis es L inter comparaison des mod les porte sur les chroniques du run 1 g n r es par le modele pr visionnel Au total 6 contextes hydrologiques diff rents ont t tudi s et inter compar s
60. FONCTIONNEMENT DU KARST DES CENT FONTS SOUMIS A UN POMPAGE iii 21 2 1 1 Rappel du fonctionnement du syst me karstique en r gime non influenc 21 2 1 2 Fonctionnement du systeme karstique des Cent Fonts sollicite par POMPAQO eE E E 0000000 0000000000 22 2 2 CARACTERISTIQUES DE LA CHRONIQUE DE PRELEVEMENT POUR L ALIMENTATION EN EAU POTABLE A P ui 23 2 3 CARACTERISTIQUES DE LA CHRONIQUE DE POMPAGE 25 3 Presentation des mod les de simulation 29 3 1 DEMARCHE METHODOLOGIQUE DE MODELISATION A L AIDE DU LOGICIEL TEMP O QSR umu ma GER nn 29 3 1 1 Principe g n ral de l approche de mod lisation Tempo 29 3 1 2 Structure du mod le Tempo 30 a Description du modele niveau piezometrique a la source des Cent FONS pitan airada torito 30 b Description et pr sentation des fonctions caract ristiques du sous mod le lt D bit Naturel de la source des Cent Fonts 33 c Description et pr sentation des fonctions caract ristiques du sous mod le d bit des pertes de la Bu ges 37 3 1 3 Description du mod le de transfert lt pi zom trie des Cent Fonts 39 DD SOIR AR Sent iy GS ee rem 39 b G n rateur de pluie de Tempo 39 BRGM RP 54865 FR Rapport final 7 Syst me karstique d
61. FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource c Relation syst me karstique rivi re H rault Les coulements d eau depuis la riviere H rault vers le systeme karstique lorsque les niveaux d eau baissent dans le drain karstique ont t exprim s de fa on diff rente plus proche de l volution d duite a partir du suivi de la conductivit des eaux pomp es et prenant en consid ration la gamme de variation de la contribution de l H rault au cours de de pompage soit de O a 37 l s au cours de l essai de longue dur e a 400 l s cf illustration 52 rapport BRGM Rp 54426 FR Ladouche et al 2005 La relation implementee dans le modele est la suivante Illustration 27 Niveau dans le drain Infiltration de l H rault Si Hp gt 76 m NGF Q 0 l s Si 22 5 lt Hp lt 76 m NGF Q 30 l s Si Hp lt 22 5 m NGF Q 36 l s Illustration 27 debit d infiltration de H rault en fonction du niveau dans le drain d Pas de temps Le mod le initial fonctionnait en r gime transitoire pas de temps horaire avec t 0 le 27 07 2005 06h00 TU Les donn es horaires utilis es correspondent des moyennes horaires calcul es a partir des donn es mesur es toutes les 5 minutes La prise en compte de forts d bits d entr e dans le drain karstique en p riode de crue lorsque le d bit naturel de la source Qer augmente rapidement provoque des oscilla
62. Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Fontanilles pr sente de moindres potentialites reserves valu es entre 0 2 et 0 5 millions de m en particulier de 2003 a 2005 Phase 3 dite de d monstration destin e d terminer la part des r serves mobilisables par pompage sur le principal point d acc s a l aquif re karstique le drain qui aboutit a la source des Cent Fonts ainsi que les impacts ventuels de ce pompage Cette phase d tude a principalement compris la poursuite de la m trologie de l aquif re la r alisation de pi zom tres d observation l implantation la r alisation et l quipement d un forage de gros diam tre situ a quelques centaines de m tres en amont de la source et recoupant le drain karstique entre 120 et 125 m de profondeur et la r alisation au cours des mois de juillet septembre 2005 de pompages d essai sur ce puits dont un pompage de longue dur e 400 l s L analyse de l impact du pompage sur la faune aquatique souterraine a t r alis e par l Universit de Lyon 1 la fin de l ann e 2005 et le premier semestre 2006 sont consacr s la Phase 4 dite d valuation destin e plus particuli rement l analyse de diff rents sc narios de gestion afin d valuer les possiblit s d exploitation du syst me karstique et de prendre en consid ration l ensemble des connaissances acquises au cours du projet Ces travaux ont t men s sous la Ma trise d
63. Q ce r servoir est caract ris par trois param tres Illustration 29 La surface du bassin d alimentation des blocs du syst me karstique a t d termin e par tude hydrog ologique bilan hydrog ologique et essais de tra age elle est valu e 30 km La porosit efficace des blocs est un param tre d ajustement La hauteur d eau initiale dans les blocs a t fix e une valeur moyenne de 110 m NGF conform ment aux mesures disponibles dans le pi zom tre P6 L hypoth se est faite que le contexte hydrog ologique de ce pi zom tre pourrait tre repr sentatif d un bloc L volution du niveau d eau de cet ouvrage notamment lors de la remont e de son niveau suite la crue de septembre 2005 avec un d calage de plus de 18 jours indiquerait que le pi zom tre serait au sein d un milieu capacitif raccord a un syst me annexe au drainage Ladouche et al 2005 rapport BRGM RP 54426 FR Param tre et unit Signification Fix ajust Sbassin m Surface du bassin d alimentation Fixe 30 km du karst hors BV des pertes de la Bu ges Porosite efficace des blocs Aluste Hbo m Hauteur d eau initiale dans les Fixe 110 m NGF blocs Autres parametres Selon la solution analytique Ajust s utilis e pour calculer Q Illustration 29 parametres du reservoir lt blocs gt Sur base des trois parametres d crits ci dessus des parametres de la solution analytique utilis e et des niveaux
64. STYGOBIONTES 128 7 3 CARACTERISTIQUES DES ESPECES STYGOBIES 129 7 4 PROTOCOLE DE SUIVI ET METHODOLOGIE DES PRELEVEMENTS ET DES INVENTAIRE S cuida 130 Da RESUELTAS dat A A AA 132 7 5 1 Inventaire general des esp ces stygobies r colt es aux Cent Fonits 132 7 5 2 Faune extraite lors des pompages 135 7 5 3 Inventaire comparatif PRE POST pompage 136 BRGM RP 54865 FR Rapport final 9 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource a Inventaire au niveau des sources et de la cavit avant et apr s pompage136 b Suivi de crue post pompage au niveau de la source 138 1 6 DISCUSSION INTERPRETATION y r s s Al asa 139 7 6 1 Crue pompage ou derive naturelle des organismes versus derive AMITIGIONG ut A LA 139 7 6 2 Contamination par les eaux de surface 140 7 6 3 EXondation du massifxu uu A o R 140 7 7 RECOMMANDATIONS PERSPECTIVES iii 140 8 Conclusions et perspectiV s uuu u ll d aaa d pik aska pss sassa sss asas 143 8 1 ETAT DE LA CONNAISSANCE DU SYSTEME KARSTIQUE DES CENT FONTS inst nait 0000000000 143 8 2 IMPACTS D UN POMPAGE SUR LA FAUNE STYGOBIE 144 8 3 PERSPECTIVES EN TERME D EXPLOITABILITE DU SYSTEME KARSTIQUE DES CENT FONIES
65. a a 200 15 avr 15 mai 14 iuin 14 iuil 13 ao t 12 sept 12 oct gt 30 ans Sec m 30 ans sec A 20 ans Sec 10 ans Sec x m diane Illustration 50 Evolution de la difference d coulement engendree par les pompages par rapport aux situations naturelles differents contextes hydroclimatiques sont consid r s Sc nario Qr 250 l s QbAEP 100 l s donn es d entr es du run 3 BRGM RP 54865 FR Rapport final 93 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Sc nario Qr 300 I s QbAEP 100 l s N a o a o o o o o d situations naturels o 100 150 Diff rence d coulement l s par rapport aux Diminution lt O Augmentation 200 15 avr 14 mai 12 juin 11 juil 09 ao t 07 sept 06 oct 230 ans Sec m 30 ans sec A 20 ans Sec 10 ans Sec x m diane Illustration 51 Evolution de la diff rence d coulement engendr e par les pompages par rapport aux situations naturelles diff rents contextes hydroclimatiques sont consid r s Sc nario Qr 250 l s QbAEP 100 l s donn es d entr es du run 3 Nous pr sentons en Illustration 52 Illustration 53 et Illustration 54 l volution de la piezometrie minimale calcul e par le mod le piezometrique Tempo pour la semaine de pointe du mois d ao t en fonction du d bit de sollicitation des r serves du karst du d bit de pompage et du contexte hydrologique q
66. am ne les commentaires suivants Le sc nario Qr 200 l s 100 l s qui conduirait pomper jusqu 400 l s lors des semaines de pointe apparait r alisable avec le forage actuel F3 pour les cycles hydrologiques de probabilit d occurrence inf rieure ou gale a 20 ans sec Pour les cycles extr mes probabilit d occurrence lt 30 ans sec voire sup rieure le forage actuel ne conviendrait plus Le sc nario serait r alisable dans l optique d un nouvel ouvrage de 30 m plus profond par rapport l existant forage F3 Le sc nario Qr 250 l s 100 l s qui conduirait pomper jusqu 450 l s lors des semaines de pointe appara t r alisable avec le forage actuel pour les cycles hydrologiques de probabilit d occurrence inf rieure ou gale 10 ans sec Pour les cycles plus extr mes probabilit d occurrence gt 10 ans sec le forage actuel ne conviendrait plus Le sc nario serait r alisable dans l optique d un nouvel ouvrage de 30 m plus profond par rapport l existant forage F3 a l exception du cycle probabilit d occurrence sup rieur 30 ans sec Le sc nario Qr 300 l s 100 l s qui conduirait pomper jusqu 500 l s lors des semaines de pointe appara t r alisable avec le forage actuel pour le cycle hydrologique de probabilit d occurrence m diane gt Pour les probabilit s d occurrence sup rieures ou gales 10
67. ann BRGM 2006 ce document ne peut tre reproduit en totalit ou en partie sans l autorisation expresse du BRGM Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Synthese u d mographique a laquelle est soumis le d partement de THerault conduit la pr vision l horizon 2015 d un d ficit important en eau potable Compte tenu de ces perspectives le Conseil G n ral de l H rault s est investi dans une politique active de pr vision des besoins et de d veloppement de nouvelles ressources en eau C est dans ce cadre que le Conseil G n ral s est appuy sur les recommandations du SDAGE RM amp C 1996 qui pr conisaient notamment de d velopper les connaissances sur les eaux souterraines de r server cette ressource aux usages nobles et d accro tre le recours a la ressource en eau des aquif res karstiques encore sous exploit s a l chelle du bassin Rh ne M diterran e et Corse Le SDAGE identifiait aussi les aquiferes karstiques de la moyenne vall e de l H rault comme des aquif res d importance patrimoniale lt tudier en priorit Pour mener a bien ce projet de caract risation de la ressource en eau des systemes aquif res karstiques de la moyenne vall e de l H rault dont le syst me karstique des Cent Fonts le Conseil G n ral de l H rault a notamment sollicit Passistance scientifique et technique du BRGM du CNRS et de l universit de Lyon 1 pr
68. ans sec le forage actuel ne conviendrait plus Le sc nario serait r alisable dans l optique d un nouvel ouvrage de 30 m plus profond par rapport l existant forage F3 si la probabilit d occurrence du cycle hydrologique est inf rieure ou gale 30 ans sec Pour une probabilit d occurrence du cycle hydrologique sup rieur a lt 30 ans sec le sc nario n appara t pas r alisable l aide d un nouvel ouvrage plus profond de 30 m par rapport l existant Les sc narios qui conduiraient pomper plus de 550 l s lors des semaines de pointe n apparaissent pas r alisable avec le forage plus profond quels que soient les contextes hydrologiques consid r s BRGM RP 54865 FR Rapport final 107 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource 6 Exploitabilite de la ressource du systeme karstique des Cent Fonts 6 1 EXPLOITABILITE DU SYSTEME KARSTIQUE A PARTIR DE LINTEPRETATION DES ESSAIS DE POMPAGE ET DES RESULTATS DE SCENARIOS DE GESTION Diff rents sc narios de gestion ont t test s a l aide de deux approches de mod lisation pour cinq contextes hydrologiques contrast s et distincts Il ressort des r sultats que la condition de d bit Qr a r server au fleuve H rault apparait comme une condition determinante dans la gestion active du systeme karstique cette condition pese un poids plus important que le debit QAEP dans la fonction de pompage utilis e dans le
69. appel es galement fonctions de transfert sont estim es partir de s ries chronologiques pluie d bit niveau pi zom trique concentration de divers solut s propri t s physico chimiques du milieu 3 1 2 Structure du mod le Tempo Le sch ma de principe de l approche de mod lisation mise en uvre dans cette tude est pr sent sur l illustration 6 Le mod le est compos d un mod le de transfert permettant de simuler le niveau pi zom trique la source des Cent Fonts Ce mod le comporte plusieurs entr es dont celles issues de deux sous mod les savoir le sous mod le d bit naturel des Cent Fonts et le sous mod le pertes de la Bu ges Ces diff rentes composantes du mod le ainsi que le mod le de transfert pi zom trie des Cent Fonts sont pr sent es ci dessous a Description du mod le niveau pi zom trique la source des Cent Fonts Le mod le de transfert Niveau pi zom trique n cessite en entr es les variables suivantes Pluie efficace calcul e par inversion l aide de la chronique de pluie et d ETP variable dite climatique D bit des pertes calcul l aide du sous mod le de transfert Pertes Fonction de sollicitation qui engendre une diminution du niveau pi zom trique lorsque le d bit de pompage devient sup rieur au d bit naturel des Cent Fonts Le d bit naturel des Cent Fonts est calcul l aide du sous mod le de transfer
70. blocs par les drains Pompage Pertes de la Bu ge Source Echanges drains blocs Contribution naturelle sollicitation H rault Illustration 26 sch matisation du mod le math matique H charge hydraulique dans les blocs Ha charge hydraulique dans le drain D s lors le drain karstique est aliment par Illustration 26 contribution naturelle des blocs Q ar BRGM RP 54865 FR Rapport final 57 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource une sollicitation des blocs li e au rabattement dans le drain Qso celle ci est nulle en l absence de pompage et n gative en p riode de remont e apr s pompage le drain alimente alors les blocs d bit Qrertes des pertes de la Bu ges le d bit Q en provenance de la riviere H rault lorsque le rabattement dans le drain est suffisant en p riode de pompage Le drain est sollicit par le d bit de pompage Qpomp et d borde la source Qsource En l absence de pompage Qpomp et Q Le drain ne sollicite plus les blocs qu en conditions naturelles et d s lors le d bit de la source vaut la somme des pertes de la Bu ges et de la contribution naturelle des blocs Ce total correspond au d bit naturel de la source des Cent Fonts O pertes z z En d autres termes la somme des d bits des pertes de la Bu ges et de la contribution naturelle des blocs aux dra
71. d partement de H rault conduit a la pr vision a l horizon 2015 cf Sch ma D partemental d Alimentation en Eau Potable AEP du d partement d un d ficit important en eau potable au moins a Pechelle d une partie du secteur Est du d partement littoral agglomeration montpelli raine et sa p riph rie basse et moyenne vall e de l H rault Compte tenu de ces perspectives le Conseil G n ral de l H rault s est investi dans une politique active de pr vision des besoins et de d veloppement de nouvelles ressources en eau adduction d eau brute partir des eaux du Bas Rh ne Languedoc diversification des sources d approvisionnement etc Dans ce dernier cadre le D partement s est appuy sur les recommandations du SDAGE RM amp C 1996 qui pr conisaient notamment de d velopper les connaissances sur les eaux souterraines de r server cette ressource aux usages nobles Alimentation en Eau Potable AEP et d accroitre le recours a la ressource en eau des aquif res karstiques encore sous exploit s a l chelle du bassin Le SDAGE identifiait aussi les aquiferes karstiques de la moyenne vall e de l H rault comme des aquif res d importance patrimoniale lt tudier en priorit 1 2 DEROULEMENT DU PROJET Le Conseil G n ral de l H rault a donc lanc en 1997 avec l appui scientifique et technique du BRGM et du CNRS un projet portant sur l valuation de la ressource en eau exploitable au sein de
72. d essai de 2005 Les r sultats des sous mod les de transfert de d bit sont pr sent s et comment s au sein des paragraphes suivants Les r sultats du mod le de transfert pi zom trie gt sont expos s et discut s dans le chapitre 4 e Periode de prevision des modeles de transfert en mode pr visionnel Pour la periode posterieure au 31 12 2005 et dans une optique d etude d un grand nombre de situations hydrologiques contrast es les d bits des pertes de la Bu ges et des Cent Fonts ont t estim s a partir des chroniques de pluie et d ETP g n r es de mani re stochastique a l aide de l option de g n ration des pluies et d ETP de l outil Tempo 3 1 4 Commentaire des r sultats obtenus au moyen des modeles de transfert de debit en mode pr visionnel Les diff rentes fonctions caracteristiques mod lis es par les g n rateurs de pluie et d ETP sont comparables aux fonctions caracteristiques deduites des observations Notons que les valeurs extremes des chroniques d ETP g n r es depuis le 01 01 2006 apparaissent l g rement sup rieures aux valeurs extr mes mesur es 2 mm j tout au plus sur les valeurs maximales des mois d t Cette diff rence constat e en p riode estivale au cours desquels la recharge est nulle en raison d absence de pr cipitation importante n a aucun impact sur les r sultats des simulations Les g n rateurs de pluie et d ETP ont t utilis s pour g n rer 3 chroniques de
73. dM N MG 212 2002 ej ins sjuoy jua s p e a u uuoz ld e uoHnloAZ ZE uonensnj 90 60 82 60 11 60 GO VO ET O 01 G0 O 0 61 0 60 10 00 02 nea p siou 4n de 0 062 o 00p 390 05 5 S ne Anonpuo2 3 lt 09 AA 09 3 3 3 2 3 00S E 08 069 91 0 1402 Xne 2 4 06 009 001 991N0SS91 e uonseB soleugos uonel nuuiS SJUO4 1492 s p nbnsiey 9 ELZ jeuy poddey M4 S997S dM N MG 9002 unf e 6002 98 0390 ej Ins s uoj jue Sap 2 e a ja Odwia uonnloAz EE uonensnj exouuy 90 50 82 60 11 60 GO O EC v0 01 S0 v0 0 61 0 60 10 OL 02 21 02 Ea vb 2 399 abesoy 3 ne oinjesodwe 05 3 o 91 yer L D 09 5 8b nee p suoy Jnajdeo 3 S 02 02 08 22 06 SJUO y 1492 XNE 2 yc 001 oinoss 1 uons B solLeu os ap UONENUUIS s uoj jus enbnsiey aua s s jeuy yoddey 44 S9879 dM N MG YZ 9002 uln 2002 18118 s y d s p uoz E Jene juowe sebeng e ep ej INS s ins ui ne p sinamey s p a je10dW8 uonnjorg pg uonensnj x uUy Quo AOHUOD m TPAV So3ang m mep
74. dans leur ensemble persistent gr ce la pr sence dans certaines parties du massif de refuges partir desquels les populations se reconstituent Ces refuges sont situ s dans le massif au niveau des syst mes annexes au drainage notamment Un pompage en continu sur un syst me karstique cr e de nouvelles conditions pour les stygobies les populations stygobies peuvent se redistribuer dans le massif en fonction de la localisation de leurs refuges par rapport au drain karstique sollicit Lors des crues pour le syst me sollicit par pompage le syst me aura un fonctionnement similaire au syst me en condition naturelle Par contre les mont es de crue lors des pompages vont provoquer une reconstitution des r serves et non l expulsion habituelle de la faune lessiv e l chelle de l ensemble du massif Les effets de l abaissement durable du niveau piezometrique sur les communaut s stygobies n ont pas pu tre mesur s il n est pas possible ainsi d appr hender l impact d un abaissement de niveau d eau provocant des exondations au niveau d une partie du massif karstique L abaissement durable du niveau d eau pourrait tre l origine de destruction temporaire importante de la surface et du volume des habitats n cessaires au d veloppement normal des organismes Seuls des suivis long terme notamment de crues permettraient de savoir si la structure du karst a m nag des refuges suffisamment efficaces pour assurer la r s
75. de Cent Fonts partir d un grand nombre de relations pluie d bit De cette analyse on pr sentera pour diff rentes p riodes de l ann e la valeur de d bit de la source des Cent Fonts pour diff rentes probabilit s d occurrence contextes hydrologiques d ficitaire tr s d ficitaires exc dentaire etc b G n rateur de pluie de Tempo L option lt g n rateur de pluie du logiciel Tempo a t utilis e dans cette tude afin de g n rer de mani re stochastique des sc narios de pluie qui ont les m mes caract ristiques que la pluie observ e La chronique de pluie observ e est celle d termin e pr c demment l aide de l option de pond ration du logiciel cf 3 1 2 e Conditions d application Le g n rateur de pluie de TEMPO permet de g n rer une ou des s quences de pluie a partir d une s rie observ e La s quence g n r e peut prolonger la s rie observ e si la date du d but de la s rie simul e correspond a la fin de la s rie observ e La simulation d une s quence de pluie doit satisfaire plusieurs conditions tant au niveau de la distribution des hauteurs de pluie que des propri t s temporelles des divers v nements qui se succ dent Ce sont BRGM RP 54865 FR Rapport final 39 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource 40 la probabilit marginale des hauteurs de pluie sans consideration de distribution dans le temps La loi
76. de ce massif 19 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES Bensettiti F Herard Logereau K 2004 Cahiers d Habitats tome V Habitats rocheux Paris 381 pp 25 262 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Botosaneanu L 1998 Sources aux portes du Styx Studies in crenobiology Pages 229 250 In The biology of springs and springbrooks Botosaneanu L Ed Leiden Backhuys publishers Bou C Rouch R 1967 Un nouveau champ de recherches sur la faune aquatique souterraine Comptes Rendus de l Acad mie des Sciences de Paris 265 369 370 Bouchet P 1990 La malacofaune francaise End misme Patrimoine nature et Protection Revue d Ecologie la Terre et la Vie 45 259 288 Coineau N 1998 Syncarida Pages 863 876 in Juberthie C amp V Decu Eds Encyclopaedia Biospeologica Tome 2 Creuz des Chatelliers M Turquin M J Gibert J 1991 Les aquif res des syst mes biologiques Hydrogeologie 3 163 185 Culver D C Sket B 2000 Hotspots of subterranean biodiversity in caves and wells Journal of Cave and Karst Studies 62 11 17 Danielopol D L Pospisil P 2001 Hidden biodiversity in the groundwater of the Danube floodplain Nationa Park Austria Biodiversity and Conservation 10 1711 1721 Danielopol D L Gibert J Griebler C Gunatilaka A Hahn H J Messana J Notenboom J Sket B 2004 Incorporating ecological perspectives in Europ
77. de distribution empirique peut ventuellement tre remplac e par une loi log normale ou de Gumbel lorsque le niveau de confiance calcul a partir du test de Kolmogorov le permet ce niveau doit au moins tre gal a 80 pour que la substitution soit possible Tr s souvent la loi empirique r gissant les pr cipitations est significativement diff rente de l une de ces 2 lois ce qui est le cas dans la pr sente tude Illustration 13 Ce r sultat s explique en raison de la loi de distribution observ e qui est bi modale Illustration 14 la fonction d autocorrelation des v nements Illustration 15 observ s et simul s doit tre v rifi e la loi d chelle d finie partir de ses 3 premiers moments Cette loi d chelle suppose la validit de la relation suivante pour chaque k ordre Mi k dt k 0 Mj dt ou le moment Mj k dt est la somme sur le segment de temps k dt des hauteurs de pluie lev es la puissance j Seules les hauteurs de pluie strictement positives sont comptabilis es de mani re consid rer la moyenne des hauteurs de pluie sinon on aurait un r sultat trivial lambda 1 1 car Mj dt repr senterait la hauteur de pluie moyenne Chacun des exposants A j relatifs aux diff rents moments j de la s rie simul e doit tre voisin de ceux calcul s partir de la s rie observ e Cette condition est v rifi e dans cette tude Illustration 16 Cette loi d chelle est appliqu e sur les seg
78. de la ressource R cession 2005 des d bits de la source des Cent Fonts 10 000 m u 1 000 O a 0 100 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Tps coul j sp D bit mesur Infiltration Rapide Vidange Zone Noy e D bit total simul Infiltration Lente Tps de fin d infiltration rapide Temps de d infiltration lent D but Recession 27 04 05 Fin Recession 18 07 05 E AC j 111 1 LOJ Coef tarissement Zone Noy e 0 0035 Qo Zone noy e m3 s 0 325 Annexe_lllustration 8 164 BRGM RP 54865 FR Rapport final 991 08 0 OSE GE 4600 0 Sc00 0 36007 4800 180 260070 991 g9 S SO Zs 0z0 9611 90 6 60 50 6 50 50 0 60 0 20 60 90 L0 60 LZ 100 60 LZ 0 90 80 LO SO EL OO SO LL SO L0 81_ vO OL OL ewbisz euuasowliso v0 Zz vo vo oe eo v0 zz oinoss 1 uons B soligu os ap UONENUUIS s uoj 1492 enbnsiey aua s s 06 0 euy Hoddey 59879 gu ep uou enbiweuAp aunjon gu ap uou jJu UONEHIUI P SWUNIOA gu ep uollltuu spider SLUN O ysen e pse os 4 007 0 vv00 0_ 07000 UOISS890 1 uolssecey 114901 6 60 LL 6 S0 L0 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource 166 BRG
79. donnees calculess sur 15 ans 29 20 24 50 34 70 2202116 00 24 00 29 00 20 00 45 02 37 00 31 00 47 00 basses eaux loi de Galton janvier a decembre donnees calculess sur 15 ans 2 50212 100 3 4001 3 200 2 800 3 7001 4 100 3 700 4 5021 7200 1 3002 200 2609 2 200 3 200 3 400 2 900 3 702 crues loi de Gumbel septembre a aout donnees calculees sur 14 ans 3000 1632 0 1 00 1 1100 950 0 1420 1102 932 0 1800 1500 1300 2120 ma 1 maximums connus par la banque HYDRO A TA d bits class s donnees calculees sur 5489 jours 13178 249 1 6220 32 00 2240 1470 180 7 910 8940 46660 1638 3 200 2 008 2000 Annexe_lllustration 40 Elements de statistique descriptive des d bits du Fleuve H rault au Moulin de Bertrand sur la p riode 1967 1981 donn es de la Banque Hydro BRGM RP 54865 FR Rapport final 223 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource A7 1 Analyse critique des fichiers de donn es brutes du Moulin de Bertrand cesml fichier communiqu par le CG34 dans le cadre de cette tude Description g n rale du fichier de donn es Les fichiers de donn es 1 par ann e p riode 1998 2005 transmis se composent de la mani re suivante Hauteur Hauteur A Debit Puissance Puissance Puissance Puissance B Debit Debit Total totale sur vessel sur vesse Groupe 1
80. du massif au cours des pompages 3 un inventaire faunistique du massif apr s pompage Id alement les inventaires faunistiques avant et apres pompage comprennent chacun un inventaire de la faune des sources et des cavit s penetrables un suivi de crue un inventaire de la faune hyporh ique de l H rault hyporh os communaut d organismes colonisant le sous coulement des cours d eau qui a t rajout au protocole en raison des contacts potentiels entre l aquif re des Cent Fonts et le lit du fleuve Ces chantillons permettront tout d abord de savoir si la zone hyporheique du cours d eau contribue la richesse et la valeur patrimoniale du site D autre part en cas d intrusion des eaux de surface dans le karst une comparaison qualitative de la faune introduite par ces eaux avec celle de la zone hyporh ique devrait fournir quelques l ments permettant de savoir si elles ont t pr alablement filtrees par les s diments du lit du cours d eau passage travers la zone hyporh ique Le protocole d chantillonnage a t n goci entre Universite Lyon 1 le BRGM et le CG 34 le 5 avril 2005 date partir de laquelle il ny a eu aucune pr cipitation sur le bassin versant de la source des Cent fonts jusqu celle survenue d but septembre au cours du pompage exp rimental Le suivi de crue ant rieur aux essais de pompage n a donc pas t r alis 1 4 2 Echantillonnage r alis 1 L inventaire f
81. du systeme depuis septembre 2005 et de comparer les r sultats avec ceux obtenus ant rieurement juin 1997 juillet 2005 afin d infirmer ou non les hypoth ses emises ci dessus BRGM RP 54865 FR Rapport final 69 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource 90 80 70 60 _ 2 50 Z 2 E 5 2 30 20 10 0 L 01 07 05 21 07 05 10 08 05 30 08 05 19 09 05 09 10 05 29 10 05 18 11 05 08 12 05 Illustration 35 Evolution de la turbidit des eaux au forage CGE 09635X0003 sur la p riode du 01 07 05 au 15 12 05 pas de temps de 20 mn 70 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource 45 40 35 P riode de foration de l ouvrage 30 c forage F3 8 25 Z 2 om 20 2 8 2 15 10 5 0 01 10 0 09 01 0 18 04 0 27 07 0 04 11 0 12 02 0 23 05 0 31 08 0 09 12 0 19 03 0 27 06 0 3 4 4 4 4 5 5 5 5 6 6 Illustration 36 Evolution de la turbidit des eaux au forage CGE 09635X0003 depuis le d but des suivis octobre 2003 pas de temps de 20 mn Pour conclure cette partie les r sultats obtenus par Papproche de mod lisation Tempo sont consid r s comme tr s satisfaisants Le mod le a donc t utilis dans la suite de l tude en simulation pour tester diff re
82. duit des observations et des simulations 47 Illustration 21 G n rateur d ETPdu mod le Cent Fonts repr sentation des moment en fonction de l ordre obtenus a partir des observations et des simulations 48 Illustration 22 G n rateur d ETP du modele Cent Fonts repr sentation de la loi de probabilit marginale loi empirique et de la loi Normale 48 Illustration 23 G n rateur d ETP et de pluie du modele Cent Fonts exemple de r sultat d une simulation d une s quence d ETP et de pluie au pas de temps journalier ayant les caract ristiques des s ries observ es Exemple du run 3 49 BRGM RP 54865 FR Rapport final 11 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Illustration 24 modele de transfert des d bits des Cent Fonts en mode previsionnel Representation des d bits de la sources pour diff rentes probabilit s d occurrence echelle semi logartmique U U L L u u 53 Illustration 25 sch ma de fonctionnement du syst me karstique des Cent Fonts au cours de la p riode de pompage ss 56 Illustration 26 sch matisation du mod le math matique H charge hydraulique dans les blocs Hy charge hydraulique dans le drain u a 57 Illustration 27 d bit d infiltration de l H rault en fonction du niveau dans le drain 59 Illustration 28 par
83. g par la femelle dans un marsupium ventral La destruction des femelles entra ne donc celle d une partie de la descendance On se rend donc compte que les strat gies de vie des stygobies sont bas es sur une relative constance du milieu souterrain BRGM RP 54865 FR Rapport final 239 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Gununaras fussuruin Niphargus virer Fimax de Eanx surfare souterraines Pots MJ Olevia r aima muera nn urni imn u n Fan in renw riagha Pance be Cb ic sz et sic ses plus nombren s post per m z at y n JUMENT Here ac z c es fc pal 33 2153 Ci rslor sement emkorcurs_ 231 seu vs ala premite ep oducton Bi s Sway m sini ci Bala MI axta a au eco 42 u pss Es amu Cons nn 4 u kazye s a viy Lis G yl t sunie sans Figure 1 Comparaison de quelques caract ristiques morpho anatomiques et m taboliques de deux crustac s Amphipodes dont un Gammarus vit dans les eaux de surface et l autre Niphargus colonise les eaux souterraines modifi d apr s Ginet et Decou 1977 PONTE Premi re vilellog nese vers 3 ars Dur e de la vitellog n se gt 1 an Dur s d inoubaten 1 8 mois Pas de vilellugeness dural Dur e du cycle vital gt 5 ans Duree du develeppement larvaire
84. il n est pas possible ainsi d appr hender l impact d un abaissement de niveau d eau provocant des exondations au niveau du massif karstique L abaissement durable du niveau d eau pourrait tre a l origine de destruction temporaire importante de la surface et du volume des habitats n cessaire au d veloppement normal des organismes Seuls des suivis long terme notamment de crues permettraient de savoir si la structure du karst a m nag des refuges suffisamment efficaces pour assurer la r silience des communaut s et le maintien des esp ces du syst me karstique des Cent Fonts Des perspectives en termes d exploitabilit du syst me karstique des Cent Fonts peuvent tre formul es en prenant en consid ration les r sultats de diff rents sc narios pour des conditions hydrologiques distinctes Ces diff rents sc narios int grent des d bits restituer au fleuve H rault compris au minimum entre 200 et 300 l s ainsi que des besoins en eau pour l alimentation en eau potable Consid rant une probabilit d occurrence de conditions hydrologiques de plus de 30 ans lt sec gt le syst me pourrait tre exploit avec un ouvrage n cessitant d tre approfondi s curit un d bit total de pompage en p riode de pointe de 400 l s Dans ce type de contexte hydrologique tr s d ficitaire le d bit exploit pour AEP pourrait donc atteindre 200 l s en p riodes de pointe en t le d bit restituer l H rault se
85. impact notable sur les communaut s stygobies Mais les conditions hydrologiques n taient pas comparables et le cumul des esp ces r colt es lors de l inventaire post pompage n atteint que 56 des esp ces potentiellement pr sentes Ce r sultat souligne donc aussi le fait que la connaissance du fonctionnement biologique d un cosyst me karstique permettant raisonnablement d en pr voir le comportement en conditions de stress n cessite un chantillonnage en plus grande ad quation avec les conditions hydrologiques donc plus important que celui qui a t r alis dans le protocole de suivi des pompages notamment l chantillonnage des crues Les donn es fournies dans ce rapport ont une valeur ponctuelle d expertise et n ont pas une assise statistique suffisante pour conclure de mani re certaine un effet n gligeable Un grand nombre d inconnues r side encore dans le protocole d exploitation de la ressource en eau Les effets de l abaissement durable du niveau pi zom trique sur les communaut s stygobies n ont pas pu tre mesur s n est actuellement pas possible d appr hender cet 24 BRGM RP 54865 FR Rapport final 261 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource impact sur la base des donn es collect es au cours de ce suivi de m me qu il n est pas envisageable de planifier une valuation directe de cet effet lors d ventuels pompages ult rieurs et surtout d en p
86. karstique Pompage Illustration 1 synotypique pr sentant les variables qui influencent la pi zom trie du drain karstique des Cent Fonts L tat hydrologique du syst me karstique est relier directement l importance de la recharge par les pertes de la Bu ges et par les pluies efficaces apport es lors des p riodes pluvieuses L tat hydrologique du karst peut tre caract ris par la valeur du d bit qu aurait pr sent la source en absence de pompage L approche m thodologique labor e et d crite dans les paragraphes suivants pour tudier 22 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource diff rents sc narios de gestion de la ressource du syst me karstique des Cent Fonts repose sur ce postulat de base La fonction de sollicitation par pompage du systeme ne se r sume pas uniquement a une chronique de demande en eau potable AEP Elle d pend 1 de la valeur du d bit en eau potable demande AEP 2 de la valeur du d bit residuel a la source QCF r siduel QCF naturel Q Pompage et des conditions de d bit r serv a restituer au fleuve H rault La valeur du d bit des Cent Fonts restituer au fleuve H rault d bit r serv sera d finie ult rieurement dans le cadre d une concertation entre les diff rents acteurs du SAGE H rault La valeur du d bit r server sera notamment fonction des d bits d objectifs du fl
87. l vements filtrages en continu de Vexutoire principal station de jaugeage du BRGM II est intervenu plusieurs jours apr s la premi re mont e des eaux dans le karst ce qui ne correspond pas une chronologie optimale pour un suivi de crue voir r sultats C est donc un total de 42 chantillons qui a t r alis pour ce suivi dans lequel 35 pr l vements au lieu des 20 chantillons pr vus ont t examin s trait s et sont pr sent s dans ce rapport La fiche contr le de cet chantillonnage fait l objet de l annexe 1 1 5 METHODOLOGIE PRELEVEMENTS ANALYSE 1 5 1 Inventaires Par principe un inventaire cherche recenser le plus grand nombre d esp ces pr sentes Plusieurs techniques ont donc t mises en uvre simultan ment car elles ne sont pas exhaustives utilis es isol ment mais favorisent chacune la capture d un certain type d organismes Les techniques de pompages Bou Rouch le filet surber et les filtrages ont t utilis s dans les sources celles des app ts balances de la chasse vue du filet surber et des pompages Bou Rouch dans les cavit s penetrables Figure 3 La chasse vue n a pas fourni de r sultats aucun organisme n ayant t observ lors des visites Tous les griffons une dizaine ont t explores et pr lev s les chantillons ont t regroup s par type surber filtrages pompages pour constituer chaque fois un seul chantillon Pour les Mollusques
88. la fin des op rations de pompage en continu les pompes ont vacu plus de trois millions d pig s larves d insectes non comprises Les larves d insectes r colt es appartiennent aux groupes des H t ropt res Trichopt res Eph m ropt res Dipt res Chironomidae et Odonates Outre l aspect quantitatif de cette contamination on notera la pr sence singuli re de nombreuses formes n appartenant pas aux communaut s benthiques telles que les larves d Atyaephyra desmaresti Crustace decapode les larves d Argulus copepode parasite de poissons ou des formes plus sp cifiques des milieux stagnants tels que les cop podes Moraria pectinata et Thermocyclops crassus La pr sence de ce type de faune dans les eaux d exhaure indique que la contamination par le lit de l H rault est tr s rapide et se r alise par infiltration directe de la lame d eau de surface sans aucune filtration pr alable 4 travers les s diments de la zone hyporheique Si les nombreux filtrages effectu s par Rouch et al 1968 mentionnent la pr sence d esp ces non stygobies pig es notamment chez les copepodes ils ne signalent ni faune planctonique ni larves d insectes qui pourraient attester de l influence d une source faunistique exogene r guli re telles que les pertes de la Bueges dont le transit travers le karst est long 10 km environ 1 6 3 Inventaire comparatif PRE POST pompages Les inventaires pr et post pompages concernent la cavit et
89. les r sultats avec ceux obtenus ant rieurement juin 1997 juillet 2005 BRGM RP 54865 FR Rapport final 147 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource 9 References bibliographiques Aquilina L Ladouche B and Dorfliger N 2006 Water storage and transfer in the epikarst of karstic systems during high flow periods Journal of Hydrology vol 327 pp 472 485 Aquilina L Ladouche B and Dorfliger N 2005 Recharge processes in karstic systems investigated through the correlation of chemical and isotopic composition of rain and spring vvaters Applied Geochemistry 20 2189 2206 Aquilina L Ladouche B Bakalowicz M Schoen R et Petelet E 1999 Caracterisation du fonctionnement des systemes karstiques nord montpelli rains Volume de synth se g n rale Rap BRGM R40746 Volume 0 50 p 8 fig 5 tabl 1 annexe Bakalovvicz M Schoen R Ladouche B Aquilina L Petelet E 1999 Caracterisation du fonctionnement des systemes karstiques nord montpellierains Volume 1 Contexte g ologique et hydrog ologique Rap BRGM R 40747 Volume 1 75 p 23 fig 1 annexe Bangoy L M Bidaux P Drogue C Plegat R Pistre S 1992 A nevv method of characterizing fissured media by pumping tests with observation wells Journal of Hydrology vol 138 1 2 pp 77 88 Bardot 2001 Cartographie de la galerie noy e des Cent Fonts Rapport BARDOT amp Co n 2001
90. les sources Seul l inventaire post pompage comporte un suivi de crue Sources et cavit Remarque il a t difficile dans le cadre de ce contrat tabli sur une dur e limit e de s lectionner des p riodes d chantillonnage similaires pour comparer les deux inventaires pre et post pompage Ainsi sources et cavit ont t echantillonnees dans des conditions hydrologiques qui ne sont pas comparables la p riode ant rieure aux pompages correspondant un tiage prononc fr quence de retour 30 ans environ et la p riode post pompage tant plus favorable la collecte des stygobies Communaut vivant sur le fond des cours d eau 18 BRGM RP 54865 FR Rapport final 255 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource L ensemble des esp ces r colt es au cours de ces campagnes d chantillonnage ne se retrouve pas en totalit dans l inventaire des sources et de la cavit 36 esp ces dans l inventaire sur un total de 44 soulignant le r le compl mentaire des suivis de crue Les r sultats apport s par l chantillonnage de la faune hyporh ique montrent que de nombreuses esp ces sont communes au massif proprement dit et au milieu souterrain poreux qui accompagne le cours d eau traduisant de tr s fortes connections entre les deux sous systemes lis soulignent donc l importance de la zone hyporheique et des syst mes poreux de fond de vall e pour l estimation de la biod
91. lt lt lt 081 812 cac 2992 90 90 1 295 sue 9002 9002 s I S S l S I In e9ua Jn990 p lellollloS 400 oz iq jozeid ajeg bi lelolllos 3420 ozald jozeid aea JEPS 420 oz ld ajeq R O1PAH 006 ewiod 006 f auod ost 006 emwod 09 SI seq davo o 092 5 9Mysalo 41 22 4812 VLIS LS Ku v1 80 1Z 862 6ve 21 80 2 oss ore y 197 21 80 02 8 2901 LL 80 1c Trc 0 00 1 80 1Z vle 912 es 69 22 60 80 12 006 00 9 80 80 02 OLe 98 91 20 80 1 99 vel 992 89 9 80 2 OZE 082 8 N N o N N a cN o ise iL 00 KR NIM o O0 O N LO MININ N ojojo S o o ite N M 01 8 LZ 2 wo Y o N N N o TIN ICO eee JINIS 00 00 00 00 00 6 NINA NI cN 1 N st N wo co lt vel CCC S I oinoss 1 uons B soneugos ap UONENUUIS s uoj jus nbyssey aua s s Systeme karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Critere de debit reserve 250 Run3 baseAEP 100 Contexte hydrologique Median 3500 y rita 3000 1 TH 50 2500 E 5 2000 ws
92. lt sec gt 4 6 millions de m pour Le d bit restituer l H rault est une contrainte prendre en consid ration sa d termination est importante et permettra de s lectionner les sc narios possibles mettre en uvre Avec un nouveau forage plus profond de 30 m tres que le dispositif actuel test le volume annuel pomp pourrait atteindre 8 millions de m pour plus de la moiti des sc narios test s et ce pour l ensemble des conditions hydrologiques consid r es Le d bit total d exploitation y compris en p riode de pointe pourrait ainsi atteindre 550 l s Le d bit restituer l H rault maximal est de 300 l s alors que le d bit de base pour PAEP ne d passe pas 150 l s 300 I s en semaine de pointe correspondant un volume annuel de 5 52 millions de m Pour les cycles extr mement d ficitaires en recharge probabilit d occurrence sup rieure 30 ans sec ni le dispositif actuel ni un nouvel ouvrage plus profond de 30 m ne permettrait d obtenir un volume annuel sup rieur 8 5 millions de m et atteignant plus de 10 millions de m Seul le sc nario ne d passant pas le d bit total de 600 l s Qr 200 l s et Qb 200 l s permettrait avec un nouvel ouvrage de produire plus de 9 millions de m dans un contexte extr mement d ficitaire de probabilit d occurrence gal 30 ans lt sec dont 7 36 millions de m pour l AEP Le pourcentage de volume d eau du syst me
93. mod le l Illustration 38 72 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource gt Debif de pompage Contribution de l H rault A 2 LA Illustration 38 schema du karst et des parametres utilis s pour le calage du modele b Resultats XAR 2 2 110 drain P 72222222722222 KZ OEE OLIS Pa A 4 e EN oa L REIR A RRA A RRA RARA RARE ARRA 07703 4 7470007 0222222222 2222272222 k N RER P4 X Z ZZ YY Z ZZ ZZ ZZ AAA CQ CHILI ESA l ii iX I LEE LA Ta 3 3 10 m s 5 0 007 E lt SIR RR RRA Op 262277 Les niveaux d eau observ s et simules au forage F3 de pompage et au piezometre F6 sont compar s l Illustration 39 BRGM RP 54865 FR Rapport final 73 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource 120 100 Q LL 1 D 2 4 60 5 o a z o a 20 0 NN INT TR ET See 27 07 06 08 16 08 26 08 05 09 Date Observ forage Simul forage Simul bloc Observ bloc F6 D bit de pompage Illustration 39 comparaison des niveaux d eau simul s et observ s au forage F3
94. mod les qui ont t cal s pour des dur es de sollicitation des r serves de l ordre de 30 jours 146 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource ont t utilis s en extrapolation pour simuler les volutions sur de plus grande p riodes dur e des p riodes de sollicitation des r serves comprise entre 45 et 95 jours selon les r sultats des simulations effectu es pour diff rents contextes hydrologiques contrast s Les p riodes de turbidit importante observ es depuis la fin des essais de pompage de 2005 notamment lors des crues septembre et octobre 2005 sont prendre en consid ration dans le cadre des perspectives en terme d exploitabilit notamment dans le dimensionnement des stations de traitement clarification Ces pisodes de turbidit importantes sont a attribuer au d colmatage d un ou de plusieurs conduits karstiques remplis d argiles En fonction de l ampleur des d colmatages on ne peut pas exclure que les propri t s hydrodynamique de la partie du syst me sollicit par le forage aient chang es suite aux crues augmentation de la perm abilit Une augmentation de la perm abilit du milieu sollicit par le forage conduirait des rabattements plus faibles pour un m me d bit de pompage Il conviendrait donc a l avenir d tudier de mani re d taill e le fonctionnement du syst me depuis septembre 2005 et de comparer
95. mois a atteint un rayon d action dans les blocs autour du drain d environ 200 metres Le pompage d essai n a donc mis en vidence aucune limite hydraulique dans un rayon d environ 100 m tres autour du drain Le mod le permet de calculer la contribution de chacun des flux au d bit pomp dans le drain karstique en cours d essai Illustration 42 Le d bit pompe r sulte de la contribution naturelle du systeme des Cent Fonts de la sollicitation des blocs de la contribution de l H rault et du d stockage dans le drain karstique 600 80 500 400 p 70 a 300 60 E 200 O 2 100 50 2 0 40 2 100 z 200 30 300 400 at 20 27 07 06 08 16 08 26 08 05 09 Date De bit naturel des Cent Fonts Contribution du d stockage drain Contribution de l H rault Sollicitation des blocs Niveau simul au forage NGF Illustration 42 volution des diff rents flux simul s en cours de pompage La contribution de l H rault devient 30 l s des le 1 ao t lorsque le niveau d eau dans le drain karstique devient inf rieur a 76 m NGF Conform ment aux valeurs introduites le d bit naturel du systeme des Cent Fonts d cro t de fa on r guli re de 236 l s a environ 198 l s en fin d essai La sollicitation des blocs par le pompage croit avec le temps en raison de l augmentation des rabattements elle augmente aussi de O avant le d but du p
96. pas La configuration du drain karstique partie reconnue et topographi e proximit de l ouvrage actuel permet d envisager la r alisation d un ouvrage plus profond 30 m de distance environ de l ouvrage F3 Compte tenu de la configuration du drain karstique la limite de pompage de cet ouvrage est fix e 3 m NGF 8 La cote de 27 m NGF constitue une cote tr s s curitaire En effet le haut de la pompe est situ la c te de 18 5 m NGF 84 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Tableau 4 Parametres des sc narios du run 1 Entree du run 1 Plule run 1 QCF naturel estim a l aide du sous mod le de transfert lt Cent Fonts chronique de Pluie du run 1 Q pertes estim a l aide du sous mod le de transfert pertes gt chronique de Pluie du run 1 Entr es 1 Entr e 2 Commentaires base 100 l s Q r serv 10 cycles hydrologiques 200 l s etudies base 125 l s 4 combinaisons tudi es soit 40 simulations base 150 l s Qarp base 200 l s base 100 l s Q r serv 10 cycles hydrologiques 250 l s tudi s Qarp base 125 l s 4 combinaisons tudi es soit 40 simulations Qarp base 150 l s base 200 l s Qarp base 100 I s Q r serv 10 cycles hydrologiques 300 l s tudi s Qarp base 125 l s 4 combinaisons tudi es soit 40 simulations Q
97. pas de la nature karstique des vides alimentant le drain fissures ou porosit de la matrice dolomitique ou systemes annexes au drainage 56 BRGM RP 54865 FR Rapport final Systeme karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource 3 2 3 Modifications apport es au modele Un certain nombre de modifications ont t apport es au modele pr c dent d une part pour am liorer la prise en compte de certains ph nom nes naturels vidange relation syst me karstique et H rault et d autre part pour permettre l utilisation du mod le en mode de simulation d exploitation du systeme sur une ann e hydrologique complete a Vidange naturelle du systeme karstique Dans le pr c dent modele la vidange naturelle du systeme tait representee par une loi de vidange de r servoir de type Maillet Si cette solution a permis de modeliser le pompage d essai d ao t 2005 en p riode d tiage lorsque le karst n tait pas aliment par des pluies elle ne peut tre appliqu e a des simulations de plus longue dur e comportant des p riodes de pluies En effet en p riode influencee infiltration par les pluies efficaces et les pertes non n gligeable la r cession r pond a une loi math matique plus complexe cf annexe 1 L interaction entre les blocs et les drains peut tre scind e en deux parties comme pr c demment la contribution naturelle des blocs aux drains Qnat la sollicitation des
98. pompage Le nombre de stygobies collect s la fin des pompages en continu est de 876 individus La pompe aspire majoritairement des cop podes Graeteriella cf boui Ceuthonectes gallicus Pseudectinosoma vandeli l Ostracode Schellencandona cf simililampadis et plus rarement Troglocaris inermis chantillons 60l s et Niphargus virei Annexe 3 Sur la base des donn es collect es il semble que la faune extraite par pompage soit qualitativement assez diff rente de la faune expuls e lors de la crue post pompage la crue extrayant une plus grande vari t d organismes du massif Cette comparaison est cependant d licate les deux v nements n tant pas directement comparables voir interpr tation Rapport au d bit r el la d rive artificielle des stygobies atteint un total de 87 600 individus dont plus de 25 appartiennent l esp ce end mique des Cent Fonts Pseudectinosoma vandell NON STYGOBIES 16 BRGM RP 54865 FR Rapport final 253 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource r VS L 9 G8BEL O S498 ZZ L SOGLL 802 C CLEL L 92620 1101 8922 CCSE 0 20060 02601 0 9b0 0 82200 gtu pu sususq 005022 TGQ PZSEL 2821 O ELOT S gOL 8100201 89601 2180 ZBEL 906 8012 pee F098 SOL cw ayy awnjoa tal 8 96 96 tbl TL 22 8r 06 ez 22 3 9 saunsy sunp r b b b b b b 09 b 09 r r r s sayy e
99. r serv 200 Run1 baseAEP 100 Contexte Hydrologique 30 ans sec 6000 y oy TNT 1 m ry mn 5000 4000 y 50 T 3 E 3000 2 o a a 2000 1 100 Sources tarissent 4 M 1000 naa 0 r r r 1 1 150 1 20 f vr 11 avr 31 mai 20 juil 8 sept 28 oct 17 d c naturel sans pompage Q r siduel Qr serv Q residuel Precipitation 600 90 500 80 400 300 70 o z 2 200 60 2 2 100 S N 0 50 100 Minimum observ lors de la Minimum observ avant 40 200 semaine de pointe du mois les crues automnales d ao t 300 30 1 20 f vr 11 avr 31 mai 20 juil 8 sept 28 oct 17 d c D bit AEP Alimentation en Eau Potable D bit de pompage suppl mentaire pour satisfaire la condition de d bit r serv Qr D bit total de pompage D bit d infiltration en provenance de l H rault sollicitation des r serves du karst Pi zom trie calcul e par le Mod le Tempo Illustration 47 Evolution temporelle de la pi zom trie calcul e par le mod le Pi zom trique de Tempo en contexte hydrologique d ann e fortement d ficitaire probabilit d occurrence de type 30 ans sec gt Sc nario Qr serv 200 Vs Qbase AEP 100 l s Les volutions des composantes QAEP Qsuppl mentaire de la fonction de pompage de la fonction de sollicitation des r serves du karst
100. s Illustration 47 et Illustration 48 le debit r siduel des sources devient nul les sources tarissent respectivement autour du 7 juillet et du 15 juillet A partir de ces dates le d bit de pompage 400 1 s devient sup rieur aux d bits naturels qu aurait pr sent s le systeme en absence de pompage C est a partir de ces dates que l on commence a solliciter les r serves du karst Dans les exemples pr sent s aux Illustration 47 et Illustration 48 le d bit r serv au fleuve Qr 200 l s dans ces exemples appara t dans un premier temps inf rieur au d bit naturel qui se serait coul en absence de pompage puis sup rieur au debit naturel vers la fin du mois d ao t et au mois de septembre L importance du deficit d coulement ou au contraire de l exc dent d coulement lors de la p riode des mois d t varie de mani re complexe en fonction 1 de la valeur du d bit r serv Qr et 2 du contexte hydroclimatique dans lequel se trouve le systeme karstique Illustration 52 Illustration 50 et Illustration 51 Dans les exemples pr sent s Qr 200 250 et 300 l s la diff rence d coulement indique un lt d ficit gt maximum en d but d t pour le contexte hydrologique d ann e m diane puis tend a se r duire au fur et a mesure Pour une condition de d bit r serv gale a 200 l s la diff rence de d bit devient positive dans le courant de l t pour les contextes hydrologiques de type
101. s souterrains et la pr sence outre du decapode Troglocaris inermis de FAmphipode ingolfiella cf thibaudi et des Isopodes Stenasellus buili Proasellus cavaticus et Sphaeromides raymondi Botosaneanu 1998 II fait galement l objet d une proposition de site d int r t communautaire futur site Natura 2000 le site FR 9101388 Gorges de l H rault int grant la Zone de Protection Sp ciale pour les oiseaux FR 9112004 Hautes garrigues du Montpelli rais Dans ce contexte de labellisation et de reconnaissance officielle de la qualit du site le projet d exploitation du massif des Cent Fonts a fait l objet d une premi re tude d impact TERCIA Acer campestre 2001 li e aux travaux de forage et d installation du mat riel d extraction Le projet d essais de pompage d eau devait donc au m me titre faire l objet d un suivi biologique mais portant cette fois ci sur la faune vivant l int rieur du massif dans les eaux souterraines sollicit es par l extraction Les essais de pompage r alis s au cours de l tiage 2005 dans le but de pr ciser l importance et la qualit de la ressource en eau d valuer la fraction mobilisable du gisement et son comportement lors d une extraction continue et fort d bit se sont donc accompagn s d un chantillonnage hydrobiologique Zone Naturelle d Int r t Ecologique Faunistique ou Floristique BRGM RP 54865 FR Rapport final 237 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation d
102. sp Islamia moquiniana Pseudocandona zschokkei Pseudocandona sp Elaphoidella leruthi Candoninae triangulaire Identification protocole Graeteriella cf boui Fabaeformiscandona cf breuili Niphargus juv niles ind t Acanthocyclops venustus westfalicus GASTROPODA Moitessieria rolandiana CYCLOPOIDA HARPACTICOIDA Ceuthonectes gallicus OSTRACODA AMPHIPODA SINOSNTION SI9WLSNYO 19 256 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource La comparaison des r coltes pr et post pompage montre un plus grand nombre d esp ces collect es apr s experimentation Ce premier constat souligne l influence forte de la saisonnalit et du d bit tiage exceptionnel sur les inventaires le pompage ne pouvant aucunement justifier cet enrichissement Quatre esp ces seulement r colt es avant le pompage n ont pas t retrouv es lors du second inventaire Moitessieria n sp 1 Stenasellus buili Salentinella delamarei et Proasellus cavaticus Parmi celles ci seule Stenasellus buili est une forme end mique D autre part Moifessieria n sp 1 a t recoltee olus tard lors du suivi de crue de janvier 2006 La forte abondance relative des crustac s Niphargus virei et Faucheria faucheri provient des chantillonnages avec app ts balances dans la cavit annexe 3 Suivi de crue Le suivi de crue a respect un d lai minimum de retour l
103. vuln rabilit ind niable Outre la disparition des organes visuels s accompagnant du d veloppement de structures sensorielles compensatoires les organismes stygobies sont caract ris s par un m tabolisme tr s bas et en cons quence par des cycles de reproduction extr mement longs et dilat s dans le temps Figure 1 par comparaison avec les organismes de surface La figure 2 en fournit un exemple avec le crustac decapode du genre Troglocaris forme embl matique du massif des Cent Fonts et des karsts avoisinants Vigneux et al 1993 En outre l accomplissement du cycle de d veloppement de certains groupes de crustac s Syncarides est difficile et comporte un risque de mortalit qui devient particuli rement lev lors des nombreuses mues 8 11 stades post embryonnaires Coineau 1998 Les stygobies ont opt pour une dur e de vie longue jusqu 30 ans chez l Amphipode Niphargus contre seulement 2 ans chez le Gammarus Amphipode des eaux de surface Figure 1 mais aussi sur la production d un faible nombre de descendants jusqu 1 seul uf par ponte chez les Syncarides Coineau 1998 avec une nergie consacr e une protection souvent plus importante des jeunes Ainsi chez les grands crustac s Isopodes Amphipodes l expulsion des jeunes se fait non sous la forme d un uf mais sous la forme d une larve un stade de d veloppement parfois relativement avanc Durant son d veloppement le jeune reste prot
104. zom trie atteinte la fin des pompages a 400 l s d pend du contexte hydrologique qui pr vaut lors du pompage Dans les exemples pr sent s on montre que le pompage n induit pas ou peu de rabattement en contexte hydrologique d ann e humide En contexte hydrologique de type d cennal sec le niveau pi zom trique baisse de l ordre de 20 25 m de l ordre de 30 35 m en contexte hydrologique de type 20 ans sec de l ordre 40 45 m en contexte hydrologique de type 30 ans sec Le mod le Tempo appara t globalement plus pessimiste que le mod le analytique pour les p riodes de pompage inf rieures 30 jours Dans les exemples pr sent s les dur es des p riodes de sollicitation des r serves du karst sont inf rieures 20 jours pour les cycles de types 10 ans sec et de l ordre de 30 jours pour les cycles de types 20 ans sec et 30 ans sec Lors du pompage de l t 2005 qui a t effectu dans un contexte hydrologique de type 30 ans sec la sollicitation des r serves a dur galement 1 mois environ 36 jours soit la dur e du pompage d essai longue dur e Les param tres des mod les ont donc t d termin s sur la base des r sultats obtenus sur une dur e de sollicitation d un mois environ Pour des dur es de sollicitation des r serves sup rieures 30 jours les mod les sont donc utilis s en extrapolation Il est donc suppos que les propri t s et le comportement du syst me restent in
105. 0 400 80 300 1 f T 60 6 2 gt 200 R 2 40 100 2 E a 0 o N 100 a 200 300 1 janv 2 mars 1 mai 30 juin 29 ao t 28 oct 27 d c D bit AEP Alimentation en Eau Potable sollicitation karst D bit de pompage suppl mentaire pour satisfaire la condition de d bit r serv Qr D bit total de pompage Pi zom trie calcul e par le mod le Tempo Pi zom trie calcul e par le mod le num rique Mathlab Simulink Annexe Illustration 11 Evolution temporelle de la pi zom trie calcul e par les mod les en contexte hydrologique de type lt 10 ans sec Sc nario Qr serv 250 l s Qbase AEP 100 l s 186 BRGM RP 54865 FR Rapport final Systeme karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Critere de d bit r serv 250 Run3 baseAEP 100 Contexte hydrologique 20 ans Sec 3500 Wy TUYT Ty V WI pr YTT WV I w l 0 B L TH 3000 A 50 2500 2000 100 j o 2 1500 150 5 a kL a 1000 Y 500 A PA MA 200 0 T T T T 250 1 janv 1 mars 30 avr 29 iuin 28 ao t 27 oct 26 dec QCF naturel sans pompage Q r siduel Qr serv x Q r siduel Pluie 500 100 400 80 300 60 T 200 gt 40 100 g 20 Q 0 N 0 2 100 A 200 20 300 40 1 janv 1 mars 30 avr
106. 0 01 05 10 30 06 10 29 08 10 28 10 10 27 12 10 D bit AEP Alimentation en Eau Potable sollicitation karst D bit de pompage suppl mentaire pour satisfaire la condition de d bit r serv Qr D bit total de pompage Pi zom trie calcul e par le mod le Tempo Pi zom trie calcul e par le mod le num rique Mathlab Simulink Annexe Illustration 29 Evolution temporelle de la pi zom trie calcul e par les mod les en contexte hydrologique de type lt d ann e m diane Sc nario Qr serv 250 l s Qbase AEP 150 Vs 204 BRGM RP 54865 FR Rapport final Systeme karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Critere de d bit r serv 300 Run3 baseAEP 150 Contexte hydrologique Median 3500 TT i 0 3000 11 50 2500 1 k 2000 100 E q o 3 1500 11 53 a a 1000 200 500 0 250 1 janv 2 mars 1 mai 30 juin 29 01 28 oct 27 06 naturel sans pompage Q r siduel Qr serv x Q r siduel Pluie 800 100 80 600 1 60 400 40 2 a 200 20 O Q a 0 0 N 1 2 1 20 QA 200 40 400 ja 60 1 2 mars 1 mai 30 juin 29 ao t 28 oct 27 d c Debit AEP Alimentation en Eau Potable sollicitation karst D bit de pompage suppl mentaire pour satisfaire la condition de d bit
107. 09 Barker J A 1988 A generalized radial flow model for hydraulic tests in fractured rock Water Resources Research vol 24 10 pp 1796 1804 Bogli A 1980 Karst hydrology end physical speleology 284 pp Springer Verlag Berlin Bou C Rouch R 1967 Un nouveau champ de recherches sur la faune aquatique souterraine Comptes Rendus de l Acad mie des Sciences de Paris 265m 369 370 Botosaneanu L 1998 Sources aux portes du Styx Studies in crenobiology Pages 229 250 In The biology of springs and springbrooks Botosaneanu L Ed Leiden Backhuys publishers Bourdarot G 1996 Essais de puits m thodes d interpr tation 350 pp Collection des Cours de Bourdet D Ayoub J A Pirard Y M 1989 Use of pressure derivative in well test interpretation SPE Formation Evaluation vol 4 2 pp 293 302 BRGM RP 54865 FR Rapport final 149 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Bourdet D Ayoub J A Whittle T M Pirard Y M Kniazeff V 1983 Interpreting well tests in fractured reservoirs World Oil vol 197 5 pp 77 87 Charcosset P 1998 Reconstitution d un segment de la marge ouest t thysienne au Bathonien dans les Grands Causses et le Bas Languedoc Strata s rie2 vol 31 p 1 311 109 fig 6 tab 15 graph 10 pl Coineau N 1998 Syncarida Pages 863 876 in Juberthie C amp V Decu Eds Encyclopaedia Biospeolog
108. 09 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Consid rant les conditions de d bit a r server au fleuve H rault pour les diff rents sc narios les volumes pomp s annuels correspondants a VAEP VQr peuvent tre calcul s Ces volumes sont variables selon les cycles hydrologiques consid r s contexte hydrologique de type d ann e m diane de type 10 ans sec de type 20 ans sec de type 30 ans sec et de type gt 30 ans Sec Ces volumes sont comment s pour les r sultats issus des deux approches de mod lisation dans les paragraphes suivants 6 1 2 et 6 1 3 6 1 1 Exploitabilit du syst me karstique des Cent Fonts et impact quantitatif sur le debit de l H rault l est n cessaire de pr ciser la formulation du d bit Qr restituer l H rault pour les deux d marches de simulation Lorsque le d bit r siduel des Cent Fonts devient inf rieur a la condition de d bit r server au fleuve et tant que les sources n ont pas tari le d bit suppl mentaire pomp qui est restitu au fleuve H rault est uniquement constitu e d eau en provenance du syst me karstique des Cent Fonts la diff rence de charge hydraulique entre le fleuve H rault et le syst me karstique ne permettant pas une infiltration en provenance de l H rault Lorsque les sources tarissent le d bit r server l H rault n est plus uniquement constitu d eau du karst mais
109. 1 ce qui signifie que l ETP peut s carter de la moyenne mensuelle aussi longtemps que dure la p riode d observation alors que la pluie cesserait n cessairement C est la loi de probabilit marginale du bruit qui a t utilis e dans cette tude dans la mesure o la loi empirique est significativement diff rente de la loi normale Illustration 22 5 La fonction de corr lation crois e ETP Pluie est consid r e pour des d calages a la fois positifs et negatifs ce qui permet de simuler aussi bien une relation causale de la temperature de Fair sur la plule que de la pluie sur la temperature BRGM RP 54865 FR Rapport final 45 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Un exemple de r sultat de simulation obtenu par le g n rateur d ETP est presente sur Illustration 23 ETP_Mauguio Moyenne mensuelle mm 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 4 1 6 199 26 2 1999 22 11 2001 18 8 2004 ETP_Mauguio Moyenne ETP_Mauguio Ecart type du bruit mm 1 6 1996 26 2 1999 22 11 2001 18 8 2004 Bruit Ecart type Illustration 18 G n rateur d ETP du mod le Cent Fonts repr sentation de journali re Donn es M t o France station Montpellier Fr jorgues de moyenne mensuelle de l cart type et du bruit fonction al atoire 46 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique d
110. 1 1281 130137 127 M Tet TaT Hi 147 Mel 1481 1201 1221 124 1261 1281 130134 Tat T4T TeT TaT ot 121 141 mel Mat 1207 122 T24T T261 1287 T30f 1 2 201 1221 1241 1261 1281 1301 Juillet 1 Ao t Septembre Dec Janvier 2006 El Inventaire du massif D but de crue El Filtrage des eaux d exhaure 4 l s E 2 e R Filtrage des eaux d exhaure 60 l s Figure 1 Chronologie de l chantillonnage de la faune stygobie Filtrage perte 20 Vs du massif des Cent Fonts Filtrage griffon crue 50 80 l s 7 5 RESULTATS 7 5 1 Inventaire g n ral des esp ces stygobies r colt es aux Cent Fonts Un total de 36 esp ces stygobies a t recens dans les 35 chantillons analys s lors de cette campagne 2005 2006 Cette valeur qui peut sembler a priori faible dans un syst me autotrophe est en fait particuli rement lev e dans le cas d un syst me souterrain Danielopol amp Pospisil 2001 Bien que les connaissances sur la biodiversit souterraine l chelle mondiale soient h t rog nes le syst me des Cent Fonts figure parmi les 20 aquif res les plus riches Culver amp Sket 2000 Une comparaison de ces donn es r centes avec des synth ses ant rieures tir es de la base de donn es du laboratoire d HydroBiologie et d Ecologie Souterraines de l Universit de Lyon HBES est pr sent e dans le Tableau 23 On soulignera d une part que 6 des esp ces pr alablement recens es dans les tudes pass es n ont pas t cap
111. 1 80 0Z ost 102 ere r 9 61 8 02 007 191 eve 1297 81 80 02 S sue 0 42102 2 02 el ev 2 ae 71 20 yz VEL g ez T 21180 61 iz43 0 926 20 22 ZL 9 0Z 722 0 922 2022 21 80 02 uny sue ol 2102 1102 9 6 11 30 02 OS LYI 60 0206 11 8 02 262 0 gos 077 11 80 2 unHsuep 1102 0102 TE Kal 01 80 02 7 7 197 01 8 02 ezl 1122 6299 01 80 02 eueipau OLOZ 600Z 6 L N 112 007 69 22 60 80 1Z 002 0 619 69 22 60 80 2 002 0 619 69 60 80 1Z Ss sue 0Z 6002 8002 sez zo pz 80 80 61 0Sr GIZ sez 6sve 80 8 61 0077 S94 462 91 Sr 80 80 61 Hsue 01 8002 002 e e 20 80 02 DE 992 vel 02 20 8 02 007 91 2 vel ope 10 80 02 PSS sue 0 6 1002 9002 09 62 90 80 02 vec 922 ve 90 8 02 007 Z 922 90 80 07 225 346 0 9002 9002 S S IUILU S I S I m S I lu lu S I s s ebedwog JEPS 490 ozeld ozeid geaj abedwog 4020 2214 l z ld ajeg beduloc ePOS 4190 lulu eoue1in990 p ozaid O1PAH 9 X9 U09 pail ooz Fewiod 02 ewod 01 SI 2524 43 o mns o nu 99 M0SS9J e uons B soneugos UOHENUIS sjuoy 1492 s p anbisiey ul sAS jeuy yoddey 44 S9879 dM N MG yl 27 082 91 8 12 00 02 oez 68S SUg0 1 S sue 02 SLOZ bLOZ 89 p g6 292 aa vl e Lz SE 292 150 YVg0 1 S Sue OL vLOZ ELOZ 6ye 19
112. 2 QbAEP 200 l s non test non teste non teste non teste non teste volume cumule du 01 janvier au 31 d cembre les couleurs se referent aux interpretations du modele numerique Matlab Simulink non forage actuel oui avec nouveau forage oui forage actuel 124 BRGM RP 54865 FR Rapport final Systeme karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Tableau 20 Dur e de sollicitation du syst me karstique des Cent Fonts par pompage r sultant des sc narios simul s a l aide du mod le num rique Matlab Simulink Probabilit d occurrence annee D cenal Trentenal gt Trentenal du contexte Mediane sec sec sec hydrologique dur e de la dur e de la dur e de la dur e de la dur e de la sollicitation sollicitation sollicitation sollicitation sollicitation en jour en jour en jour en jour en jour Qr 200 l s Qr 250 l s Qr 300 l s QbAEP 100 I s 46 Qr 300 l s z 2 QbAEP 125 I s non teste non teste non teste Qr 250 l s A 2 QbAEP 150 l s non teste non teste non teste non teste Qr 300 l s non teste non teste non teste non teste QbAEP 150 l s Qr 200 l s 5 Qr 250 l s i P 5 5 anc Pa non test non test non test non test non test QbAEP 200 l s Les couleurs se r f rent aux interpr tations du mod le num rique Matlab Simulink non forage actuel oui forage actuel Oui avec nouveau forage BRGM RP 54865 FR Rapport final 1
113. 2 22 BRGM RP 54865 FR Rapport final 259 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource On sait galement que Fexpulsion des stygobies augmente naturellement lors des pisodes de hautes eaux Si l on analyse seulement le signal de sortie d rive aux exutoires les valeurs de densit de derive calcul es lors des pompages pourraient tre compar es avec une d rive naturelle de la faune en p riode de crue et pourraient tre assimil es une p riode de perturbation hydrologique La bibliographie offre peu de points de comparaison directe avec la faune extraite naturellement au cours des crues les travaux de Rouch 1980 1982 tant focalis es sur les communaut s d Harpacticides et les travaux de Gibert 1986 ne fournissant pas de d tails sur les proportions de faune pig e et hypog es en condition de d rive hors p riode de crue 0 17 0 5 individus m3 toutes cat gories cologiques confondues Ainsi sur une s rie de 30 crues suivies sur le syst me du Baget Pyr n es Rouch et al 1993 ont obtenu pour les harpacticides des densit s de d rive variant entre 0 55 et 4 01 individus m ce qui correspond sur l ensemble de la communaut stygobie des valeurs variant entre 0 484 et 352 ind m Le syst me subissant environ 10 20 crues sur un cycle annuel plusieurs millions d individus sont ainsi perdus chaque ann e R f rence aux exp riences de pompage sur l
114. 200 l s 100 l s qui conduirait pomper jusqu 400 l s lors des semaines de pointe appara t r alisable avec le forage actuel F3 quels que soient les contextes hydrologiques consid r s Le sc nario Qr 250 l s 100 l s qui conduirait pomper jusqu 450 l s lors des semaines de pointe appara t r alisable avec le forage actuel pour les cycles hydrologiques de probabilit d occurrence inf rieure ou gale 30 ans sec Pour les cycles extr mes probabilit d occurrence gt 30 ans sec le forage actuel ne conviendrait plus Le sc nario Qr 300 l s 100 l s qui conduirait pomper jusqu 500 l s lors des semaines de pointe appara t r alisable avec le forage actuel pour les cycles hydrologiques de probabilit d occurrence inf rieure ou gale 10 ans sec Pour les cycles hydrologiques plus d ficitaires en recharge probabilit d occurrence gt 10 ans sec le forage actuel ne permettrait pas de satisfaire la demande Le sc nario Qr 200 l s 125 l s qui conduirait pomper jusqu 450 l s lors des semaines de pointe appara t r alisable avec le forage actuel quels que soient les contextes hydrologiques consid r es Ces premiers r sultats permettent donc de montrer que la condition de d bit Qr a r server a l H rault plus de poids que la variable QAEP dans la fonction de pompage Lorsque le d bit de pompage devient sup
115. 200 l s et QbAEP 100 l s le volume sollicit pour une probabilit d occurrence du contexte hydrologique de plus de 30 ans sec correspond a 21 du volume total pomp Pour les sc narios Qr 200 l s et QbAEP 100 l s et Qr 250 l s et QDAEP 100 l s pour une probabilit d occurrence du contexte hydrologique Trentenal sec le volume sollicite correspond entre 18 et 22 du volume total pompe sur une ann e calendaire 01 janvier au 31 d cembre BRGM RP 54865 FR Rapport final 121 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Tableau 17 Volume total annuel pomp pour les sc narios simul s l aide du mod le d velop sous Matlab Simulink Probabilit d occurrence ann e D cenal nl gt Trentenal egies ie i Trentenal sec A du contextel Mediane sec hydrologique Volume total Volume total Volume total Volume total Volume total pomp pomp pomp pomp pomp million de m3 million de m3 million de m3 million de m3 million de m3 Qr 200 l s Qr 250 l s Qr 300 l s QbAEP 100 l s 5 4 Qr 300 l s QbAEP 125 l s non test non test non test Qr 250 l s R QbAEP 150 l s non test non test non test non test Qr 300 I s R 5 ObAEP 150 Us non test non test non test non teste QbAEP 200 l s 5 non teste non teste non teste non teste non teste QbAEP 200 l s volume cumul du 01 janvier au 31 d cembre les couleurs se r f
116. 218 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Evolution compar e Pi zom tre Bu ges P7 Forage CF F3 30 06 05 28 09 05 27 12 05 27 03 06 25 06 06 0 y 100 0 Pi zom tre P7 10 F a 80 15 70 20 60 25 50 Piezometrie aux Cent Fonts 30 40 35 30 o O Pi zom trie m Pi zom trie m NGF 40 20 Annexe_Illustration 39 Evolution temporelle de la pi zom trie au pi zometre P6 BSS 09631X080 sur la p riode du 30 06 05 au 22 06 06 L volution du niveau piezometrique dans le drain des Cent Fonts est galement reportee BRGM RP 54865 FR Rapport final 219 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Annexe 7 D bit de l H rault BRGM RP 54865 FR Rapport final 221 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource HERAULT A CAUSSE DE LA SELLE MOULIN DE BERTRAND Zone hydrographique 2132010 Bassin versant 1060 km Produzseur CN du Bas Rhone Languecoc E mail bri brl fr donnees hydrologiques Ge synthese 1967 1981 SYNTHESE Calculses le 15 05 2006 Intervalle de confiance 95 56 coulements mensuels naturels donnees calculees sur 15 ans R Mor Pe tal sh ee ul Es modules merannuels loi de Galton septembre aout
117. 22 oez 96 96 91 80 12 FE 6211 v1 80 L3 00S grz 482 9822 v1 8 LZ 097 861 86 0 0015 6 80 2 00S 092 Ove 1592 yee 21 80 02 009 1 926 Ler 2 095 2148 02 097 vZ 926 gZrs 21 80 02 wnH sueo ZL0Z LLOZ 099 goe 906c 11 80 12 009 26 80 egee Lisie we 99 Size bizo zz unHsue 1102 0107 619 69 22 60 80 12 ose 609 697 60 80 12 sez G r 6922 60 80 2 592 02 6007 8002 vez Sre 80 80 07 008 992 vez c0 yz 80 8 07 osr 9177 vez egre 80 80 02 S Sue 02 8002 002 vel 992 10 80 2 009 92 vel eve 10 6 2 osr 0992 78 072 10 80 2 5 502 06 1002 9002 099 82 1222 gol 90780717 009 bz 942 992 90 802 osr 922 9422 sise 90 80 07 295 502 02 0002 5002 S I luju luju S I S I si mw m S I S l S juu luju eoueunsoop abedwog 300 ozald oz id eq eBeduiog 300 oz ia ozeid area aBeduiog qenonos 300 ozeiq 2214 yeq we osz emod sey Oz Powod sz 092 emwod 92 SI seq davo o LS oz Aura S oe i s pnns so 0 og vz_ S1 80 0c 112 eez zese 91 8 02 007 191 eez Sr 91 80 02 S SUB 02 49102 02 EZ tL 90 0Z ost 964 voz erse p1 8 0z 007 9p 92 006 Pl 80 0Z S sue 0 vyLlLOZ 10Z 08 pz S Se Zg Sz
118. 25 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource 6 2 INTER COMPARAISON DES RESULTATS Comme cela a t mentionn au paragraphe 5 3 les r sultats des deux modeles sont divergents au del de la 5 semaine de pompage la diff rence entre les r sultats des deux mod les s accentue lorsque la dur e de sollicitation des r serves augmente et devient sup rieure a un mois Les deux mod les calibr s sur une dur e de un mois et a un d bit de 400 I s pr sentent ainsi des diff rences significatives lorsqu ils sont en situation d extrapolation pour des dur es de sollicitation sup rieure a un mois Le mod le num rique d velopp sous Matlab Simulink apparait comme tant plus pessimiste que le mod le d velopp l aide de l outil TEMPO Ainsi dans cette inter comparaison ne sont retenus que les r sultats communs aux deux approches de mod lisation num rique Les r sultats communs aux deux mod les de simulation en termes d exploitabilit sont les suivants i Le dispositif actuel ou un nouvel ouvrage plus profond de 30 m permettrait d assurer un d bit pour l AEP de 100 l s soit 200 l s en p riode de pointe pour toutes les conditions hydrologiques test es y compris les cycles extr mement deficitaires en recharge probabilit d occurrence de plus de 30 ans sec satisfaite Le debit pompe restitu a l H rault serait de Qr 200 l s La dur e de sollicitation du syst
119. 27 d c naturel sans pompage Q r siduel Qr serv x Q r siduel Pluie 600 100 500 90 400 80 pa 70 300 z m 1 60 3 200 5 50 8 2 100 40 E 0 N 30 a 200 10 300 0 1 janv 2 mars 1 mai 30 juin 29 ao t 28 oct 27 dec Debit AEP Alimentation en Eau Potable sollicitation karst D bit de pompage supplementaire pour satisfaire la condition de debit reserve Qr D bit total de pompage Pi zom trie calcul e par le mod le Tempo Pi zom trie calcul e par le mod le num rique Mathlab Simulink Annexe Illustration 28 Evolution temporelle de la pi zom trie calcul e par les mod les en contexte hydrologique de type lt d ann e m diane Sc nario Qr serv 200 l s Qbase AEP 150 Vs BRGM RP 54865 FR Rapport final 203 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Critere de d bit reserve 250 Run3 baseAEP 150 Contexte hydrologique Median 3500 m ry M FT 0 3000 50 2500 y 2 2000 x 100 1500 150 1000 N i 200 0 250 01 01 10 02 03 10 01 05 10 30 06 10 29 08 10 28 10 10 27 12 10 QCF naturel sans pompage Q r siduel Qr serv Q r siduel Pluie 600 100 500 400 300 b 60 2 mn 200 2 100 40 2 a 0 8 100 4 oe a 200 0 300 400 20 01 01 10 02 03 1
120. 29 juin 28 ao t 27 oct 26 dec Debit AEP Alimentation en Eau Potable sollicitation karst D bit de pompage suppl mentaire pour satisfaire la condition de d bit r serv Qr D bit total de pompage Pi zom trie calcul e par le mod le Tempo Pi zom trie calcul e par le mod le num rique Mathlab Simulink Annexe Illustration 12 Evolution temporelle de la pi zom trie calcul e par les mod les en contexte hydrologique de type lt 20 ans sec Sc nario Qr serv 250 l s Qbase AEP 100 l s BRGM RP 54865 FR Rapport final 187 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Critere de debit reserve 250 Run3 baseAEP 100 Contexte hydrologique 30 ans Sec 50 100 150 D bit l s Pluie mm 200 250 1 janv 2 mars 1 mai 30 juin 29 ao t 28 oct 27 dec QCF naturel sans pompage Q r siduel Qr serv x Q r siduel Pluie 500 400 300 ra 2 2 200 100 2 D a 0 2 N e 100 a 200 300 1 janv 2 mars 1 mai 30 juin 29 ao t 28 oct 27 dec Debit AEP Alimentation en Eau Potable sollicitation karst D bit de pompage suppl mentaire pour satisfaire la condition de d bit r serv Qr D bit total de pompage Pi zom trie calcul e par le mod le Tempo lt Pi zom trie calcul e par le mod le num rique Ma
121. 444 A 5 41 90 321 L A nbneul ulo so siA JUBIDIJjSOD ul 421 0 u GOL q n weq z uleiq y ueq 91JQUIBIP inpuo5 senbneipenb 53 991N0SS91 e uons 5 soleugos uonel nuuiS 5140 1492 s p nbnsiey aue s s Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Courbe de tarage des Cent Fonts exprim e en fonction de la diff rence de niveau entre le drain karstique mesur au forage CGE et PHerault mesure au niveau de la Mire Niveau D bit source Diff rence pi zom trique Cent Fonts H CF m NGF H Forage CGE US H rault m NGF m NGF m A 9 ao t 97 77 44 76 37 9 sept 97 5 nov 97 7 nov 97 8 nov 97 4juil 98 7746 348 009 7638 2 janv 99 9 avr 05 2 mai 05 Hypoth se 5 1010 ood Parametres de la courbe de tarage Resume pour la variable dependante Variable Nombre de valeurs Moyenne Ecart type Y 10 2647 300 3642 874 R sum pour les variables quantitatives Variable Moyenne Ecart type x 2 971 2 511 R sultats pour le mod le ajust Observations et mod le ajust Mod le Equation R SCR 14000 pr1 pr2 X141 pr3 X142 pr4 X143 82 103 268 174 X141 123 754 X142 43 093 X143 0 995 592088 265 Coefficients d ajustement 22 R coefficient de corr lation 0 998 R coe
122. 4865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource 7 5 2 Faune extraite lors des pompages Les donn es faunistiques ont t subdivis es en deux groupes les stygobies d une part les non stygobies d autre part Le nombre cumule d individus extraits est calcul separement pour les essais par paliers et pour les pompages en continu et ce pour chacune des deux cat gories d organismes Dans chaque cas la densit de d rive nombre d individus ject s m ont t calcul s pour chaque chantillon STYGOBIES Lors des pompages par paliers le nombre de stygobies r colt s est faible au total 6 individus dont 2 Pseudectinosoma vandeli end miques du massif et 1 Troglocaris inermis Ajust e au debit reel le debit filtr est en moyenne 100 fois plus faible que le d bit r el cette valeur devient plus cons quente 600 individus a la fin des 4 essais soit 24 heures de pompage Le nombre de stygobies collect s a la fin des pompages en continu est de 876 individus La pompe aspire majoritairement des cop podes Graeteriella cf boui Ceuthonectes gallicus Pseudectinosoma vandeli l Ostracode Schellencandona cf simililampadis et plus rarement Troglocaris inermis chantillons 60 l s et Niphargus virei Rapport au d bit r el la d rive artificielle des stygobies atteint un total de quelques 90 000 individus dont plus de 25 appartiennent
123. 4d Lad 2001 Pi MOS zu uoyenby a J oo 201 6 419 1 8 ejsn e ajapow l inod sjeynsey 3 000 8 0 EZ x sn e ajapow ja suoneAi9sqoO dl gt saa a aa qA gt Xx s Ane nuenb s lqEHEA sa inod uinns s 88 02 8910 221 221 211 d 1E271 UU OVN spiod s p SWWOS S SII sin eA UN sin 8A QELEA A QEHEA ej inod aunsay g0JNOssal e uons 5 soleugos UONEINUIS s Juoq 1492 s p nbnsiey 9 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Tableau 32 D bit de l H rault en amont des Cent Fonts d duit des suivis ponctuelles des niveaux d eau Mire suivant les parametres de la fonction math matique de la M thode A Hauteur X pour H rault courbe de m NGF tarage en m 05 03 98 1 34 11 05 98 1 62 19 05 98 1 38 29 06 98 30 07 98 0 88 09 09 98 0 92 12 10 98 1 06 26 11 98 0 94 11 02 99 1 21 15 03 99 1 11 15 04 99 17 05 99 02 07 99 1 07 31 08 99 0 97 27 09 99 1 07 29 10 99 26 11 99 1850 23 12 99 18 04 00 1 56 15 05 00 1 94 14 06 00 qa 20 07 00 10 08 00 0 89 11 09 00 0 87 SISIE n A mua OS 00 79 08 02 76 34 79 09 02 76 79 BRGM RP 54865 FR Rapport final Q H rault amont source d duit m3 s 19 6 32 7 21 3 13 4 4 3 5 4 9 4 59 14 5 11 0 15 6 26 8 S z 6 7 S z 26 8 28 2 1
124. 5 3 2011 51 4 13 1 6 5 4 6 41 12 4 12 7 19 6 47 0 211 24 4 12 0 192 8 5 G 4 3 3 6 16 4 TA 6 2 8 5 7 6 10 1 9 4 3 4 17 6 Date 29 10 02 26 11 02 23 01 03 01 04 03 13 05 03 18 08 03 08 10 03 22 10 03 22 12 03 03 02 04 08 03 04 29 03 04 06 05 04 30 06 04 03 08 04 07 09 04 13 10 04 16 11 04 07 01 05 31 01 05 01 03 05 08 04 05 19 04 05 02 05 05 31 05 05 14 06 05 23 06 05 01 07 05 12 09 05 22 09 05 06 10 05 08 11 05 21 11 05 24 01 06 24 04 06 21 06 06 Q H rault H rault courbe de Gual source m NGF tarage en m d duit raya 764 09 48 1 7649 099 73 Hauteur X pour 229 eu yoddey 44 S9879 dM N MG 062 Juawiajebe 389 SJU0 JUBD iq p Np 8661 Sind p sjuoy JUuaD ne pueiueg uljnoyy ne enbole7 e ymelsy np sjigep sep uol njoA3 pp UONENSNII x uuy U04 1u O sep 1490 4 3 92 9 4 5110 1492 sep s oinos s p juowe ue 4002 us inel Hi eBnelyiqeq g seguuop s p sed ulinoyy ne uuns 1490 V poul l sjuoy ynelaH ep sinamey sjanuew sjans s p Jed e UNON ne aunse ugeg o Y poul l sjuoy 1492 ynelsH sunayney s p
125. 7 634 13 730 85 1818 78 Q s observ m2 h 1057 97 875 00 643 97 695 67 898 15 Ecart Q s cal Q s obs m2 h 19 24 15 53 9 85 35 18 920 64 Rabattement calcul m 0 70 1 26 2 86 1 98 2 00 Ecart Scal Sobs m 0 01 0 02 0 04 0 10 0 38 WINISAPE TEMPO version 507 08 Annexe Illustration 9 Evaluation et simulation de pertes de charge quadratiques dans un drain karstique BRGM RP 54865 FR Rapport final 177 jeuy Hoddey 44 C987G dMN MG 921 UOSUOJ PUODAS a suep 9 ISUE I ASP 29 ow E S S ZZ 1 a jemjeu uonnqinuo e ow SUIOWU 18 5 1 02 INeJSH uonnq nuo ej SUIOW Beduuod 1iq p a ysue UleJP uouo J l uu9id suep nb 818pISU0 uo SJON uu SYLL 99Pd s e o Beu2 w 66S 0 w SrS 0 kuieip 7 ap un ins sajlad 9861100070 620601000 0 seseoul s d g04420 1 z M so 3 9 L z M ul 0006 1 ul 0005 nbys ey uleup np JnenBuo7 Shig 02 sy Sfp UU 02 SM J9 1911I9 BUlUUE A U8191809 ul 42 1 ul G9 L uq nbilneip u n uueiq w GS L8O us u 9217 0 UyY uokey zW 621 S 24 YZ S uono s s u veL O D s u 8720 O 1490 5 LOLO N S W 9LL 0 N uu oul SS HA S W 90 3
126. 71 i olr orz EL 8 LZ 09 ove 807 l 80 Lz S Sue OL 6 02 2102 YZE 926 71 8 02 vLZ oze elisz 21 80 02 LNH sue OL ZLOZ LLOZ 806 69 9 vez 99 78 82 4222 5 1 5 1 00 6812 462 8 L L LL 80 LZ MIN ISHE y 1 02 0102 9 6142 01 8 LZ 1971 OV80 1 auelpau 0102 6002 69 2901 69 22 60 8 12 0 619 6922 60 80 12 HSue0z 6007 8002 009 8 989 voo IUIU Ilullu 06 12 19 6 80 8 02 99 vez s 80 80 02 S sue 02 8002 2002 10 8 12 9Lp vel 829 10 80 2 295 sue 0e lt 2002 9002 90 8 1Z 8 6 zzz esp 90 80 2 995 sue 9002 5002 S I 5 1 lulu soua1n990 p m oz d aea sleyonnos 300 z td ozed aea bi lelolllos 490 ozeid yeq Sao OJP H ajxajuoo doy z Sa oz RT o 002 S 1 1 8 CE emn 002 092 uni 10d 002 002 E uni I 9 2 m o N N 02 062 62 YC 91480 2 S sue Oz GL0Z v10Z 8vc 092 9812 vL 80 LZ S sue 01 02 10 En 092 Ove 1692 6180 2 S sue OL 6 02 2002 r 926 ev 21 80 03 JwnHsue 0 cLOZ LLOZ 261 806 6966 LL 80 12 8027 LLOZ 0L0Z 22 6966 yaz n 6066 01 80 1Z euepeu 0102 6002 0 619 6977 60 80 12 Hsueoz 6002 8004 992 vez cove 80 80 04 ssueoz 8002 1002 ore 781 erer 20 80 12 pas sue 02 1002 9002 Y09 0 80 L 828
127. 8 100 ag 200 60 300 80 1 janv 1 mars 30 avr 29 juin 28 ao t 27 oct 26 d c Debit AEP Alimentation en Eau Potable sollicitation karst D bit de pompage suppl mentaire pour satisfaire la condition de debit reserve Qr D bit total de pompage Pi zom trie calcul e par le mod le Tempo Pi zom trie calcul par le mod le num rique Mathlab Simulink Annexe Illustration 17 Evolution temporelle de la pi zom trie calcul e par les mod les en contexte hydrologique de type lt 20 ans sec Sc nario Qr serv 300 l s Qbase AEP 100 l s 192 BRGM RP 54865 FR Rapport final Systeme karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Crit re de d bit r serv 300 Run3 baseAEP 100 Contexte hydrologique 30 ans Sec 0 50 a 100 E 5 2 D 2 150 2 200 250 1 janv 2 mars 1 mai 30 juin 29 ao t 28 oct 27 dec QCF naturel sans pompage Q r siduel Qr serv x Q r siduel Pluie 600 100 500 80 400 60 T 300 9 T 200 da E 100 2 2 5 N 100 0 a 200 300 400 1 2 mars 1 mai 30 juin 29 ao t 28 oct 27 d c Debit AEP Alimentation en Eau Potable sollicitation karst D bit de pompage suppl mentaire pour satisfaire la condition de debit r serv Qr D bit total de pompage Pi zom trie calcul
128. 82 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource 5 Simulation de sc narios d exploitation de lPaquifere des Cent Fonts 5 1 DONNEES D ENTREE CONSIDEREES Le modele pr visionnel d crit dans le chapitre 3 a permis de g n rer 3 chroniques de pluie diff rentes de 10 ans chacune Runs 1 2 et 3 sur la p riode 2006 2016 Les sous modeles de transfert de debit ont permis de calculer les d bits des pertes de la Bu ges et des Cent Fonts sur ces m mes p riodes Au total les chroniques tablies permettent d tudier le comportement du systeme karstique pour 30 situations hydrologiques diff rentes Les sc narios de pompage consideres ont t tablis sur la base du principe m thodologique pr sent dans le chapitre 2 Les sc narios de pompage sont fonction 1 de la valeur du sc nario AEP consid r base cf Illustration 3 2 des conditions de d bit a r server au fleuve H rault Qr et 3 de Petat hydrologique du karst cette derni re variable pouvant tre renseignee par la valeur du d bit qu aurait pr sent la source en absence de pompage Dans cette tude 4 sc narios de d bit AEP ont t consid r s base 100 l s 125 l s 150 l s et 200 l s cf Illustration 3 et 3 sc narios de d bit r server a l H rault ont t consid r s Qr 200 l s 250 l s et 300 l s Les synth ses des param tres des differen
129. 865 FR Rapport final 161 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Recession 2003 des d bits de la source des Cent Fonts 10 000 Ne T E 1 000 a 0 100 0 20 40 60 80 100 120 140 Tps coul j e D bit mesur Infiltration Rapide Vidange Zone Noy e D bit total simul Infiltration Lente Tps de fin d infiltration rapide Temps de d infiltration lent J D but Recession 22 04 03 Fin Recessi 03 09 03 iv n 1 b E L 1 Coef tarissement Zone j 1 0 0035 Qo Zone noy e m3 s 0 380 Annexe_lllustration 6 162 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource ox R cession 2004 des d bits de la source des Cent Fonts 10 000 m 1 000 a 0 100 0 20 40 60 80 100 120 140 Tps coul j D bit mesur Infiltration Rapide Vidange Zone Noy e Debit total simule Infiltration Lente Tps de fin d infiltration rapide Temps de d infiltration lent J D but Recession 30 04 04 Fin R i 10 10 04 00 21 a il Coef tarissement Zone Noy e j 1 0 0040 Qo Zone noy e m3 s 0 415 Annexe lllustration 7 BRGM RP 54865 FR Rapport final 163 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion
130. 99 Caracterisation du fonctionnement des syst mes karstiques nord montpellierains Volume 3 Interpr tation des donn es hydrologiques Rap BRGM R 40939 Volume 3 91 p 16 fig 4 annexes TERCIA Acer campestre 2001 Etude d impact du projet de forage des Cents Fonts Thiem G 1906 Hydrologische Methoden J M Gebhardt Leipzig BRGM RP 54865 FR Rapport final 153 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Turquin MJ 1981 The tactics of dispersal of two species of Niphargus perennial Troglobitic Amphipoda Prodeedings 8th International Congress of speleology Bowling Green USA B F Beck Ed 353 354 Vigneux E Keith P Noel P 1993 Atlas pr liminaire des crustaces D capodes d eau douce de France Publication MNHN Paris 56p 154 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Annexe 1 Analyse des Courbes de recession de la source des Cent Fonts p riode 1998 2005 BRGM RP 54865 FR Rapport final 155 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource sS R cession 1998 des d bits de la source des Cent Fonts 10 000 T 2 1 000 O 0 100 0 20 40 60 80 100 120 140 Tps coul j D bit mesur Infiltration Rapide Vidange Zone Noy e D bit total simul Infiltration Lente
131. AAS AAA AREA A REA KARA PAA AAA AAA AAR ADRS SAAR SADA PRRRERRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRA PO EY OP RRA ERR ERAS ERASED r LEE LA LL LL NN LL 4 FREE 222 Poor q Gory iii A 2227 lt 2 2 SA 2 Illustration 25 sch ma de fonctionnement du syst me karstique des Cent Fonts au cours de la p riode de pompage l en resulte que le drain karstique ou plus exactement le r seau de drains karstiques constitue le r servoir qui est directement sollicit par le pompage II est aliment par des coulements d origines diverses D s lors le mod le math matique repose sur un modele conceptuel au coeur duquel est situ un r servoir sollicit et aliment il s agit du ou des drains karstiques Un second r servoir correspond aux blocs poreux et ou fissur s et ou aux systemes annexes au drainage Il se vidange dans le r seau de drains karstiques au gr de l volution relative des charges hydrauliques dans les deux r servoirs Les pertes de charge quadratiques de faible importance 2 au regard du rabattement total n ont pas t explicitement modelisees dans la mesure ou il est illusoire de les localiser en Pabsence d une connaissance fine de la g om trie et des caract ristiques du drain karstique l chelle du bassin d alimentation Le terme lt bloc gt ne pr juge
132. AL LAR 91 Illustration 49 Evolution des debits naturels de la source des Cent Fonts pour differents contextes hydroclimatiques et evolution temporelle de la difference d coulement engendr e par les pompages par rapport aux situations naturelles Sc nario Qr 200 l s 100 l s donn es d entr es du run 3 92 Illustration 50 Evolution de la diff rence d coulement engendr e par les pompages par rapport aux situations naturelles diff rents contextes hydroclimatiques sont consid r s Sc nario Qr 250 l s QDAEP 100 l s donn es d entr es du run 3 93 Illustration 51 Evolution de la diff rence d coulement engendr e par les pompages par rapport aux situations naturelles diff rents contextes hydroclimatiques sont consid r s Sc nario Qr 250 l s QDAEPz100 l s donn es d entr es du run 3 94 Illustration 52 Evolution de la pi zom trieminimale de la semaine de pointe d ao t calcul e par le mod le Tempo en fonction du d bit de sollicitation des r serves du karst 11 combinaisons d entr e Qr QbAEP ont t consid r es chroniques d entr es hydrologique durun 3 ala andere ides ee dei nutu qasay wa asa ya any ee 95 Illustration 53 Evolution de la pi zom trie minimale de la semaine de pointe d ao t calcul e par le mod le Tempo en fonction du d bit de pompage 11 combinaisons d entr e
133. Evolution temporelle de la pi zom trie simulee par les deux modeles donn es d entr es du Run 1 chronique de pompage identique a 2005 du 01 aout au G SEPT PAE EI PE E EEEE E nel ne ananas cat A ana E 81 Illustration 46 intercomparaison des r sutats des mod les lors des p riodes de pompage donn es d entr es du Run 1 chronique de pompage identique 2005 du 01 a0utau 6 Septembre a EAE EAE day d 82 Illustration 47 Evolution temporelle de la pi zom trie calcul e par le mod le Pi zom trique de Tempo en contexte hydrologique d ann e fortement d ficitaire probabilit d occurrence de type lt 30 ans sec gt Sc nario Qr serv 200 l s Qbase AEP 100 I s Les volutions des composantes QAEP Qsuppl mentaire de la fonction de pompage de la fonction de sollicitation des r serves du karst du d bit naturel de la source qu aurait pr sent les Cent Fonts QCF naturel en absence de pompage sont galement report es ainsi que le d bit de contribution en provenance de l H rault le d bit r siduel des Cent Fonts et le d bit r serv au fleuve H rault 90 Illustration 48 Evolution temporelle de la pi zom trie calcul e par le modele Piezometrique de Tempo en contexte hydrologique d annee fortempent deficitaire probabilite d occurrence de type gt 30 ans sec Sc nario Qreserve 200 l s Qbase AEP S100 VS Aa AA r
134. FINI 1 5 1 nventalres u ua eax RAZI detained Erreur Signet non defini 1 5 2 Filtrages en continu de la faune extraite lors du pompage d essaiErreur Signet non d fini 1 5 3 Analyse des chantillons Erreur Signet non d fini 1 5 4 Niveaux de d termination taxonomique Erreur Signet non d fini 126 RESULTATS contrastes ricota ERREUR SIGNET NON DEFINI 1 6 1 Inventaire g n ral des esp ces stygobies r colt es aux Cent FontsErreur Signet non d fini 1 6 2 Faune extraite lors des pompages Erreur Signet non d fini 1 6 3 Inventaire comparatif PRE POST pompages Erreur Signet non d fini 1 7 DISCUSSION INTERPRETATION ERREUR SIGNET NON DEFINI 1 7 1 Crue pompage ou d rive naturelle des organismes versus d rive artificielle se sans a cutlass sah in EE Erreur Signet non d fini 1 7 2 Contamination par les eaux de surface Erreur Signet non d fini 1 7 3 Exondation du massif Erreur Signet non d fini 1 8 RECOMMANDATIONS PERSPECTIVES ERREUR SIGNET NON DEFINI 1 9 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES rd 26 1 10 ANNEXE Syene ERREUR SIGNET NON DEFINI 236 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource 1 Interpr tation d
135. Le filtrage des eaux d exhaure a permis estimer que l aspiration d eau par la pompe aurait extrait 87600 organismes stygobies du massif Ce r sultat est a priori plus faible que ce qui tait attendu il est mettre en relation avec la position de la pompe et la faible turbidit des eaux la pompe est plac e dans le point le plus bas possible du drain karstique intercept par le forage Les organismes qui colonisent les eaux souterraines vivent en majorit au contact du s diment que ce soit sa surface esp ces benthiques ou l int rieur esp ces interstitielles et thigmotactiques elles sont plus rarement planctoniques et sont donc naturellement assez rares en eau libre En dehors des p riodes de crue les massifs karstiques expulsent en continu et de mani re naturelle de la faune stygobie Cette d rive chronique a t mesur e par Rouch et al 1968 sur le massif des Cent Fonts pour un d bit total des sources estim 300 450 litres s lors des mois de mai et juillet 1968 Tous les griffons tant pris en compte les auteurs valuent de 600 a 1000 individus jour le nombre d organismes extraits de mani re naturelle du karst Dans le cas du pompage exp rimental si l on arrondit 47 jours la dur e des filtrages le nombre de stygobies expuls s par la pompe serait d environ 1900 individus par jour soit pres de deux fois plus que l valuation en conditions standard On sait galement que l expulsion des
136. M RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Annexe 2 Contextes hydrologiques des d bits naturels des Cent Fonts et des pertes de la Bueges estim s par l approche pr visionnelle l aide des sous mod les de transfert calculs r alis s partir des 3 chroniques de pluie run 1 run 2 et run 3 g n r s par le mod le pr visionnel BRGM RP 54865 FR Rapport final 167 691 leu poddey 44 C9979 dM N MG IE se T s T os T s T So Tor ae se ves wz zoe eem ow 06 j e pote pom 17 sz s ws 2 u 1 s TL ZZ T s CL s 1 ME f oz me ew vo vs oz EN ER EA ERE S s sta EA ELLA v l r zie oe 1 de P ee re vz vz sz oz Ce Z e ee s oes sueo 295 suepe lt xew Deus 69 206 sy ele Yev 6 ose ez l eve 0 6 2 G z ul Dewees apluny sueo 9es sueo ppiunusueo oes sueg oes suege lt suey puuBisz o amp D o o El L uns nod nu qo sjepnsel 9L0Z 900Z 8pou d gt sejnus sobeno sjuasayip sep so sjuoy JUBD sep esunos ej enbibojo1pAy 8 x uo2 9Z 99 NOSSaJ e uons 5 soleugos UONEINUIS sjuoy 1492 s p nbnsiey aue s
137. NRS 5023 Ecologie de Hydrosystemes Fluviaux de l Universit Claude Bernard Lyon a permis de confirmer la diversit faunistique locale avec un total de 36 esp ces stygobies recens es dont pr s de 20 nouvelles appartenant essentiellement aux groupes des Amphipodes des Ostracodes et des Mollusques La pr sence de faunes non stygobies permet de confirmer la contribution des eaux de l H rault lors des pompages partir du moment ou les sources tarissent Aucune faune planctonique ou de larves d insectes n a t d termin e qui aurait pu attester de l influence d une source faunistique exog ne r guli re qui proviendrait notamment des infiltrations de la Bu ges Le nombre d organismes stygobies extraits du massif karstique lors du pompage en t 2005 est pr s de deux fois le nombre d individus extraits de mani re naturelle du karst en p riode d eaux moyennes Cependant en toute relativit il est n cessaire de garder l esprit qu un syst me karstique en conditions naturelles l chelle de l ensemble des crues d un cycle hydrologique vacue plusieurs millions d individus par ann e De plus l inventaire effectu a permis de collecter plus d organismes en conditions post pompage que pr pompage ceci semble donc indiquer que le pompage n aurait pas eu un impact notable sur les communaut s stygobies Les effets de l abaissement durable du niveau pi zom trique sur les communaut s stygobies n ont pas pu tre mesur s
138. Ouvrage du Conseil G n ral de l H rault qui outre le BRGM et le CNRS pour l assistance scientifique et technique s est appuy sur plusieurs prestataires parmi lesquels ANTEA ma trise d uvre des travaux de forage et de pompage Bardot topographie de la galerie noy e et report en surface pour l implantation du forage AMEC SPIE installation et fonctionnement de la pompe FORACO Forages BUESTA travaux piste et plateforme le CAPLS pour les am nagements paysagers la CESML ma tre d ouvrage de l alimentation du site en lectricit ainsi que l UMR CNRS 5023 Ecologie des Hydrosyst mes Fluviaux Universit CLAUDE BERNARD Lyon l pour le suivi hydrobiologique du syst me karstique avant pendant et apr s pompage d essai 1 3 RAPPEL DES OBJECTIFS DES ESSAIS DE POMPAGE Comme cela a t indiqu ci dessus les essais de pompage constituent Pune des phases ultimes des travaux de caract risation de la ressource en eau exploitable au sein d un aqulfere karstique Les principaux objectifs des pompages d essai sont les suivants pr ciser les valuations des r serves de l aquif re zone noy e du karst tablies lors des phases pr c dentes du projet et surtout d terminer la part de ces r serves qui est mobilisable au moyen du dispositif de pompage test forage drain caract riser en d tail l aptitude de l ouvrage de captage le forage faisant l objet du pompage mobiliser les r serves de l aquif
139. Rapport final 21 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource A partir du mod le d interpr tation du pompage d essai BRGM RP 54426 FR il est possible d apporter des l ments suppl mentaires de conceptualisation du fonctionnement du systeme karstique des Cent Fonts notamment le fait qu en l absence de pompage le d bit de d bordement du r servoir lt drain karstique gt correspond au d bit de la source aliment e en tiage essentiellement par la contribution naturelle des blocs et dans une moindre mesure par les pertes de la Bu ges 2 1 2 Fonctionnement du syst me karstique des Cent Fonts sollicit par pompage Le syst me karstique des Cent Fonts et plus particuli rement la charge hydraulique au sein du r seau karstique est fonction d une part des conditions hydrologiques et d autre part du debit de pompage Les conditions hydrologiques ont une influence sur la recharge de l aquif re tant par les pr cipitations efficaces qui s infiltrent que par le d bit des pertes de la Bu ges Le d bit susceptible d tre pr lev par pompage ne d pend pas uniquement de la demande en eau pour l alimentation en eau potable il est galement contraint par le d bit la source et le d bit r serv restituer au fleuve H rault Illustration 1 tat hydrologique Recharge par la pluie efficace et les pertes de la Bu ges Pi zom trie Systeme
140. SIAINS sled e uljnoN ne ines Hi uins 1490 oip H nbueq s uuop anbole7 e yneleH 4404 usas np s uuop pue1u g ullnoNW ne 11494 90 10 20 60 10 90 0 10 90 0 L0 S0 20 10 0 LO LO EO 00 L0 0 66 10 20 86 10 10 10 OL O 00 2 3 0001 00001 uons B soleu os ap vonenuis s uoj jue sep enbnsiey aua s s Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource A7 3 Caract risation de la relation reliant le debit de l H rault mesur Laroque au d bit du Moulin de Bertrand donn es corrig es du cesml METHODE B Toujours dans le but de reconstituer les lacunes de d bit au Moulin de Bertrand nous avons cherch valuer la relation qui relie le d bit au Moulin de Bertrand au d bit mesur Laroque La relation qui relie le d bit de PHeraut au Moulin de Bertrand au d bit Laroque est de type puissance les caract ristiques sont pr sent es sur l illustration suivante Annexe _lllustration 45 Les d bits estim s suivant cette m thode sont report s dans l illustration Annexe Illustration 44 BRGM RP 54865 FR Rapport final 231 jeuy yoddey 44 S9879 dM N MG Ze N np s Buuo3 s uuop PUeILIEg ullnoyy ne jigep ne enbole7 e meleH ep jigep
141. Tps de fin d infiltration rapide Temps de d infiltration lent J D but Recession 01 05 98 Fin Recession 11 09 98 la d bit d infiltration a 170 225 Coef tarissement Zone Noyee j 1 0 0040 Qo Zone noyee m3 s 0 400 Annexe_lllustration 1 BRGM RP 54865 FR Rapport final 157 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource R cession 1999 des d bits de la source des Cent Fonts 10 000 5 m E 1 000 O a 0 100 0 20 40 60 80 100 120 140 Tps ecoule j sp D bit mesur Infiltration Rapide Vidange Zone Noy e Debit total simule Infiltration Lente Tps de fin d infiltration rapide Temps de d infiltration lent D but Recession 05 05 99 Fin Recession 05 09 99 0121 j ati i il Coef tarissement Zone Noyee j 1 0 0044 Qo Zone noyee m3 s 0 390 Annexe_lllustration 2 158 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource N R cession 2000 des d bits de la source des Cent Fonts 10 000 No m 1 000 O 0 100 0 20 40 60 80 100 120 140 Tps ecoule j D bit mesur Infiltration Rapide Vidange Zone Noy e D bit total simul Infiltration Lente Tps de fin d infiltration rapide Temps de d infiltration lent o s r Deb
142. a on que pour Tempo nous avons construit un tableau synth tique Tableau 8 qui indique si les sc narios consid r s sont r alisables en fonction des possibilit s 1 de Pouvrage actuel et 2 dans l hypoth se d un nouveau forage plus profond de 30 m par rapport l existant forage F3 Ce tableau rassemble les r sultats obtenus pour les cycles hydrologiques de fr quence d occurrence ann e m diane 10 ans sec 20 ans sec 30 ans sec et gt 30ans sec 100 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Crit re de d bit r serv 200 Run3 baseAEP 100 Contexte hydrologique Median 3500 0 3000 50 2500 5 2000 p 100 2 3 1500 14 03 a a 1000 200 500 0 r 250 1 2 mars 1 mai 30 juin 29 ao t 28 oct 27 d c QCF naturel sans pompage Q r siduel Qr serv x Q r siduel Pluie 450 m 10 350 90 r 250 4 80 4 150 4 70 5 50 60 a o N 50 50 2 a 150 40 250 30 1 2 mars 1 mai 30 juin 29 ao t 28 oct 27 Debit AEP Alimentation en Eau Potable sollicitation karst D bit de pompage suppl mentaire pour satisfaire la condition de d bit r serv Qr D bit total de pompage Pi zom trie calcul e par
143. age et au d bit de la passe poissons Le d bit total de ces coulements est valu 1 6 m3 s cesml com pers A l analyse des donn es il appara t galement que les groupes lectriques ne sont pas mis en fonctionnement lors des p riodes estivales d s lors que le niveau de sur vesse devient inf rieur 5 mm Il est a not que la mise en marche des diff rents groupes lectriques se traduit par une diminution des hauteurs d eau mesur es hauteur totale et hauteur de sur vesse Analyse de la coh rence du fichier de donn es Les d bits de sur vesse calcul s partir des hauteurs de sur vesse apparaissent globalement coh rents Pour les d bits de groupe il appara t que certains d bits de groupe ne sont pas renseign s alors qu il existe une ou des information s de 12 La colonne intitul e puissance totale n est pas pr sente dans les fichiers brutes de donn es Elle a t cr e pour aider a l analyse des donn es disponibles 224 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource puissance de groupe A l inverse le d bit de groupe est parfois renseign alors que les puissances de groupe ne le sont pas Corrections apport es au fichier de donn es La premi re correction a donc consist a calculer le d bit de groupe lorsque les puissances de groupe taient connues La seconde correction a consist rajouter un debi
144. aire post pompage du massif d cembre 2005 138 Tableau 26 Contexte hydrologique de la source des Cent Fonts lors des diff rents tiages simul s lt p riode 2006 2016 r sultats obtenu pour le run 1 169 Tableau 27 Contexte hydrologique de la source des Cent Fonts lors des diff rents etiages simules lt p riode 2006 2016 r sultats obtenu pour le run 2 170 Tableau 28 Contexte hydrologique de la source des Cent Fonts lors des diff rents tiages simul s lt p riode 2006 2016 r sultats obtenu pour le run 3 171 Tableau 29 Contexte hydrologique de pertes de la Bu ges lors des diff rents tiages simul s lt p riode 2006 2016 r sultats obtenu pour le run 1 172 Tableau 30 Contexte hydrologique de pertes de la Bu ges lors des diff rents tiages simul s lt p riode 2006 2016 r sultats obtenu pour le run 2 173 BRGM RP 54865 FR Rapport final 15 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Tableau 31 Contexte hydrologique de pertes de la Bu ges lors des diff rents tiages simul s lt p riode 2006 2016 r sultats obtenu pour le run 2 174 Tableau 32 D bit de l H rault en amont des Cent Fonts d duit des suivis ponctuelles des niveaux d eau Mire suivant les param tres de la fonction math matique de la Methode A nissan a Nes ne A aya
145. aleur moyenne mensuelle Illustration 18 Puisque ces carts sont toujours structur s temporellement la technique du recuit permet de faire en sorte que les fonctions d autocorrelation et de correlation crois e lt Variable climatique Pluie des s ries observ es et simul es soient les plus proches possibles l une de l autre Illustration 19 de m me que les variations mensuelles observ es et simulees de l cart type du bruit Illustration 20 De maniere similaire au g n rateur de pluie les 3 premiers moments sont calcules Illustration 21 a partir de la valeur absolue du bruit les carts de la variable climatique par rapport a la moyenne mensuelle tant positifs ou n gatifs le calcul des moments a partir de la valeur alg brique du bruit conduirait des valeurs tendant vers 0 lorsque la p riode d observation augmente car les carts ont tendance a s quilibrer Le calcul des exposants j perdrait alors tout son sens car on serait en pr sence de formes ind termin es voir G n rateur de pluie Chacun des exposants j relatifs aux diff rents moments j de la s rie simul e doivent tre voisins de ceux calcul s partir de la s rie observ e ce qui est v rifi dans cette tude cf Illustration 21 Cette loi d chelle est appliqu e sur les segments correspondant 1 2 8 16 et 32 jours Contrairement la pluie dont le premier moment est inf rieur 1 l exposant 1 est ici voisin de
146. am tres du r servoir lt drain karstique ccccceceeceeceeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeees 61 Illustration 29 param tres du r servoir lt blocs gt r 63 Illustration 30 Calcul des hydrogrammes unitaires normalis s r ponses impulsionnelles du mod le pi zom trique de Tempo cf illustration 6 64 Illustration 31 Comparaison de la pi zom trie mod lis e la pi zom trie mesur e aux Cent Fonts pas de temps journalier 98 de la variance totale expliqu e crit re de Nash 0 95 3 2 matinal aa nt enter AB ner Men MES 65 Illustration 32 Evolution temporelle des contributions relatives du mod le piezometrique de Tempo cf illustration 6 66 Illustration 33 Comparaison de la pi zom trie mod lis e la pi zom trie mesur e aux Cent Fonts p riode du 01 07 05 au 31 10 05 pas de temps journalier 98 de la variance totale expliqu e crit re de Nash 0 95 67 Illustration 34 Comparaison de la pi zom trie mod lis e la pi zom trie mesur e aux Cent Fonts pas de temps journalier 98 de la variance totale expliqu e critere de Nash e OI a A A gas cn rer ans lt 68 Illustration 35 Evolution de la turbidit des eaux au forage CGE 09635X0003 sur la p riode du 01 07 05 au 15 12 05 pas de temps de 20 mn 70 Illustration 36 Evolution de la turbidit des eaux au forage CGE 09635X0003 depuis le d but d
147. apport final 67 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Pessai de pompage En effet les suivis de la conductivite des eaux ont permis de montrer que l H rault contribue d s la premi re journ e du pompage d s lors que les sources tarissent On remarque galement une autre anomalie en fin de pompage La contribution de l H rault calcul e par le mod le intervient encore lors des pisodes de crue des 7 et 9 septembre 2005 Ceci est impossible car on a montr cf rapport BRGM RP 54426 FR que la charge piezometrique dans le karst est bien sup rieure au niveau de l H rault lors des crues des 7 et 9 septembre 2005 dans ces conditions aucune infiltration d eau en provenance de l H rault n est possible dans le karst Les informations physico chimiques et notamment la conductivit des eaux indiquent par ailleurs que l eau qui s coule lors de cette p riode provient du karst Conductivit gt 470 pS cm conductivit du fleuve H rault 350 uS cm Modele et observations R2 0 978 Nash 0 9524 trie m NGF zom Pi 01 05 05 20 06 05 09 08 05 28 09 05 17 11 05 Mod le Pi zom trie mesur e Illustration 34 Comparaison de la pi zom trie mod lis e la pi zom trie mesur e aux Cent Fonts pas de temps journalier 98 de la variance totale expliqu e crit re de Nash 0 985 On constate aussi que le mod le ne permet pas de r
148. arios de gestion de la ressource Cette repr sentation en fonction du temps est tr s utilis e pour mettre en vidence la probabilit d occurrence de certains ph nom nes tels que les crues ou les tiages Dans le cas ou P 0 5 le quantile divise la distribution statistique en deux parties d effectifs gaux il s agit dans ce cas de la m diane Lorsque P est choisi respectivement gal a 0 25 et 0 75 les quantiles divisent la population statistique en quatre parties d effectifs gaux ce sont les quartiles 1 quartile 0 25 probabilit d occurrence 4 ans sec 45 5 quartile 0 75 probabilit d occurrence 4 ans humide Lorsque l on cherche repr senter des v nements exceptionnels on choisira P proche de 0 ou de 1 Nous pr sentons au sein du Tableau 3 et sur l Illustration 24 les r sultats de cette analyse statistique Il ressort de cette analyse que les d bits de la source des Cent Fonts mesur s en 2005 correspondent une situation d tiage trentenal sec Ces r sultats corroborent ceux pr sent s dans le rapport BRGM RP 54426 qui indiquent sur la base des informations de pluie que le cycle 2005 tait repr sentatif d une s cheresse de type lt trentenal gt Les r sultats obtenus Tableau 3 et Illustration 24 ont permis de qualifier la nature des contextes hydrologiques mod lis s run 1 run 2 et 3 Les statistiques descriptives des mois d t des cycles mod lis s pertes et Cent Fonts so
149. arp base 150 l s Qarp base 200 l s Totalde 12 combinaisons diff rentes r sultats pour 10 cycles diff rents soit 120 fonctions de pompage et de sollicitation diff rentes BRGM RP 54865 FR Rapport final 85 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Tableau 5 Parametres des sc narios du run 2 Entr e du run 2 Pluie run 2 QCF naturel estim l aide du sous mod le de transfert Cent Fonts chronique de Pluie du run 2 Q pertes estim l aide du sous mod le de transfert pertes chronique de Pluie du run 2 Entr es 1 Entr e 2 Commentaires base 100 l s Q reserve 10 cycles hydrologiques 200 l s etudies base 125 l s 3 combinaisons tudi es soit 30 simulations base 150 l s base 100 l s Q r serv 10 cycles hydrologiques 250 I s tudi s base 125 l s 3 combinaisons tudi es soit 30 simulations Qarp base 150 l s base 100 l s Q reserve 10 cycles hydrologiques 300 l s etudies Qarp base 125 l s 3 combinaisons tudi es soit 30 simulations Qarp base 150 l s Total de 9 combinaisons diff rentes r sultats pour 10 cycles diff rents soit 90 fonctions de pompage et de sollicitation diff rentes 86 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Tableau 6 Param
150. artcipation de D GALASSI et P MARMONIER Septembre 2006 Laboratoire d Hydroblologie et Ecologie Souternraines CNRS UMR 5023 Ecologie des Hydrosyst mes Fluviaux Universit CLAUDE BERNARD 4 1 B t FOREL 6 rue Rapha l DUBOIS 43 Bd du 11 Novembre 1918 F 69622 VILLEURB ANNE Cedex FRANCE E H BRGM RP 54865 FR Rapport final 235 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource SOMMAIRE Interpr tation du suivi hydrobiologique de la faune stygobie r alis sur le syst me karstique des Cent Fonts lors du pompage d essai Erreur Signet non c TT INTRODUCTION Shen ture ERREUR SIGNET NON DEFINI 1 2 EFFETS D UN POMPAGE SUR LES COMMUNAUTES STYGOBIESERREUR SIGNET NON DEFINI 1 3 POURQUOI UN SUIVI HYDROBIOLOGIQUE DES ESPECES STYGOB ESERREUR SIGNET NON E 1 3 1 Particularit s des esp ces stygobies en relation avec l extraction d eauErreur Signet non d fini 1 3 2 Implications en termes de vuln rabilit des populations et de protection des eSp CeS sense rides Erreur Signet non d fini 1 4 PROTOCOLE EXPERIMENTAL ERREUR SIGNET NON DEFINI 1 4 1 Echantillonnage pr vu Erreur Signet non defini 1 4 2 Echantillonnage r alis Erreur Signet non d fini 1 5 METHODOLOGIE PRELEVEMENTS ANALYSEERREUR SIGNET NON DE
151. artir de l ETP BRGM RP 54865 FR Rapport final 43 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource La technique du recuit bas e sur la minimisation d une fonction objectif algorithme de Metropolis Hastings 1953 1970 a partir de permutations successives d v nements se pr te particuli rement bien a la generation de chroniques de pluie Une s quence simul e peut faire suite a une sequence observ e la continuite entre les 2 sequences resultant de la structure temporelle commune aux s ries observ es et simulees Un exemple de r sultat de simulation obtenu par le g n rateur de pluie est pr sent sur l Illustration 17 Simulation d une s quence ayant les caract ristiques des s ries observ es 01 06 96 26 02 99 22 11 01 18 08 04 15 05 07 08 02 10 04 11 12 01 08 15 0 50 100 150 2 o a 200 250 Pluie observee Pluie simul e Illustration 17 Generateur de pluie du modele Cent Fonts exemple de resultat d une simulation d une sequence de pluie au pas de temps journalier ayant les caracteristiques de la serie observee Exemple du run 3 Nota Lillustration 17 repr sente la pluviometrie journali re mesur e 01 01 1996 au 31 12 2005 et la pluviometrie journali re d une s quence de pluie journali re g n r e pour une periode de 10 ans 01 01 2006 au 31 12 2016 La compression de Fechelle des abscisses ne perm
152. as excessive C est ce qui a t observ lors de pompages d essais dans le karst du Baget Rouch et ai 1993 La mesure de l impact cologique d un pompage de longue dur e dans son ensemble extraction d organismes intrusion d eau de surface exondation d une partie du massif n cessite la mise en uvre d un suivi sp cifique aucune r f rence ce sujet n existant dans la litt rature sp cialis e La distinction majeure entre un pompage de longue dur e et un ph nom ne de crue est abaissement durable du niveau pi zom trique qui provoque d une partie du massif Dans le cas du syst me karstique des Cent Fonts Fabaissement du niveau pi zom trique se situe proximit du drain principal et peut avoir comme cons quence une destruction temporaire et une r duction importante de la surface et du volume des habitats n cessaires au d veloppement normal des organismes Ce ph nom ne rev t une importance particuli re dans ce type d ecosysteme en raison des caract ristiques originales des communaut s stygobies r sum es ci apr s faible densit cycles de d veloppement longs capacit s de dispersion r duites taux d end misme lev Des suivis de crue long terme permettraient de savoir si la structure du karst a m nag des refuges suffisamment efficaces pour assurer la r silience des communaut s et le maintien des esp ces rares et end miques qui font la richesse exceptionnelle
153. assive comme la dispersion d amont en aval d une rivi re par l coulement du flux d eau ou les ph nom nes de phor sie processus par lequel un invert br s attache un organisme pour migrer d un site un autre La mobilit des organismes souterrains est tr s variable d un groupe syst matique l autre Ainsi chez les macro crustac s de nombreuse formes sont pratiquement aussi mobiles que leurs homologues de surface Isopodes Amphipodes mais les capacit s de dispersion passives sont tr s r duites par rapport ce que on observe en surface en raison de la forte fragmentation qui caracterise les r seaux souterrains surtout les r seaux karstiques Cette faible connectivit se traduit par un compartimentage et un isolement de diff rentes populations d une m me esp ce Puis au fil du temps par des ph nom nes de sp ciation elle aboutit la formation d esp ces distinctes et distribution g ographique tr s troite esp ces end miques L environnement souterrain est celui qui comporte le plus fort taux d end misme au monde Gibert amp Deharveng 2002 En France plus de 70 des esp ces sont end miques de France Ferreira et al sous presse et la proportion d end miques stricts esp ces pr sentes sur un seul site est maximale dans les r gions m ridionales Dole Olivier ef al 2005 1 3 2 Implications en termes de vuln rabilit des populations et de protection des esp ces Ces caract ristiques c
154. ation 57 Evolution temporelle de la pi zom trie calcul e par les mod les en contexte hydrologique de type lt 20 ans sec mois d t x suivi d une premi re crue pr cosse d but septembre Sc nario Qr serv 200 Vs Qbase AEP 100 Vs L volution des donn es d entr es et du d bit r siduel des Cent Fonts est galement report e BRGM RP 54865 FR Rapport final 103 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Crit re de d bit reserve 200 Run3 baseAEP 100 Contexte hydrologique 30 ans Sec D bit I s Pluie mm 1 2 mars 1 mai 30 juin 29 ao t 28 oct 27 dec naturel sans pompage Q r siduel Qr serv Q r siduel Pluie 450 100 90 350 80 T 250 70 2 m 60 1504 gt 504 40 50 30 a 7 20 150 10 250 r 0 1 janv 2 mars 1 mai 30 juin 29 ao t 28 oct 27 dec Debit AEP Alimentation en Eau Potable sollicitation karst D bit de pompage suppl mentaire pour satisfaire la condition de debit r serv Qr D bit total de pompage lt Pi zom trie calcul e par le mod le Tempo Pi zom trie calcul e par le mod le num rique Mathlab Simulink Illustration 58 Evolution temporelle de la pi zom trie calcul e par les mod les en contexte hydrologique de type
155. aturel Qpompage La fonction de sollicitation est nulle lorsque le d bit naturel des Cent Fonts est sup rieur au d bit de pompage Illustration 5 et n gative par convention lorsque le d bit naturel des Cent Fonts est inf rieur au d bit de pompage En tiage lorsque les sources sont taries le d bit de pompage est donc gal la somme du d bit r server l H rault et du d bit AEP Trois sc narios de d bit a r server l H rault en tiage ont t consid r s dans cette tude 200 l s 250 l s et 300 I s Compte tenu des valeurs des d bits des semaines de pointe consid r es 200 l s 250 l s 300 l s et 400 l s le d bit maximum de pompage au cours de la p riode estivale lors des semaines de pointes est donc compris entre 400 l s et 700 l s 28 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource 3 Presentation des modeles de simulation Deux types de mod les num riques ont t utilis s pour simuler les diff rents sc narios de gestion de la ressource Ils prennent en compte les besoins en eau les conditions hydrologiques affectant le systeme karstique et le debit reserve a restituer au fleuve Herault Il s agit d une part d un modele global TEMPO base sur la determination par modelisation inverse de fonctions de transfert et d autre part d un mod le a r servoirs coupl a une solution analytique de type coule
156. aunistique du massif avant pompage a t r alis les 18 et 19 juillet 2005 Lechantillonnage de la zone hyporh ique de l H rault a t effectu le 19 Juillet alors que le cours d eau tait en tiage Cette p riode est normalement tres propice la r colte des esp ces stygobies vivant dans la zone hyporh ique Marmonier et Dole 1986 Dole Olivier et Marmonier 1992 2 L valuation qualitative et quantitative de la faune extraite du massif a t r alis e en parall le au protocole de pompage mis en oeuvre par le BRGM du 27 07 au 30 09 Tableau 2 242 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource 511 09 05 an voyud Des Sq 07 anad sa 09 asneyxa p xne s p sn p anexa p nes s p ns ap ingeg pssew np area MINS A Tn m yed siesse s p uons b ej ja ougssiguuo2 gj nod AINDIUYIA nb nu r s ADUEISISSE Jnod APLI uonu Auoo LJ uong2zidd p uonu Auoo El L U Jed nagd 0201010 SJUO Y JUSD S D 5 SYMEUNAULUOS s ins pedu NS nesie L 243 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource un chantillon lors de chaque essai par pali
157. c narios de gestion de la ressource e Principe de la simulation de chronique de pluie La s quence de pluies est g n r e de la mani re suivante Une p riode de temps T est definie la s rie simul e peut succ der a la s quence observ e mais ce n est pas obligatoire a chaque v nement est affect e une hauteur de pluie tir e au hasard a partir de la distribution marginale empirique qui r sulte des observations On obtient ainsi une s quence de pluie dont les hauteurs sont distribu es a la mani re de la s rie observ e mais qui ne pr sente aucune structure temporelle distribution marginale les v nements sont distribu s suivant une loi uniforme sur la p riode T jusqu ce que la moyenne annuelle de la hauteur de pluie simul e soit gale a la moyenne annuelle de la hauteur de pluie observ e sur la p riode T ces v nements sont organis s en r alisant des permutations successives ces permutations affectent de la m me mani re les v nements correspondant a l absence de pluie Ces permutations visent minimiser une fonction objectif choisie de telle sorte que les diff rents crit res qui d finissent la structuration temporelle de la s rie simul e se rapprochent de ceux qui caract risent la s rie observ e Toute permutation qui am liore la structure temporelle ce qui se traduit par une d croissance de la fonction objectif est ent rin e Dans le cas contraire la permutation n
158. campestre 2001 li e aux travaux de forage et d installation du mat riel de pompage Le projet d essais de pompage devait donc au m me titre faire l objet d un suivi biologique mais portant cette fois ci sur la faune vivant l int rieur du massif dans les eaux souterraines sollicit es par pompage Comme la plupart des aquif res le syst me karstique des Cent Fonts est colonis par un assemblage h t rog ne d esp ces aquatiques de caract ristiques biologiques et cologiques tr s diverses Rouch 1982 i les unes vivent exclusivement dans les BRGM RP 54865 FR Rapport final 127 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource eaux de surface leur pr sence dans l aquif re indique une intrusion fonctionnelle ou dysfonctionnelle des eaux de surface dans le milieu souterrain Rouch 1977 ii les autres r sident dans l aquif re sur un plus long terme et partagent leur cycle vital entre les eaux de surface et les eaux souterraines certaines tant capables de d velopper des populations durables dans chacun des deux milieux Gibert et al 1994 iii une derni re cat gorie renferme des esp ces vivant exclusivement dans les eaux souterraines Elles sont qualifi es de stygobies par r f rence au Styx le fleuve des t n bres Ce sont ces derni res esp ces tr s particuli res par rapport leurs homologues des eaux de surface qui ont fait l objet d un suivi biol
159. chang s lorsque les mod les sont utilis s en extrapolation 80 BRGM RP 54865 FR Rapport final id euy poddey 59879 e1quejdes 9 ne noe o np G00Z e nbn pi abedwod y uny np s qu p s y poul xn p 460 nuuis u uuoz ld ej uolnjoA3 Gp UOnEASNII suone idiog14 ebeduod Junu S L N PON d l l l poyy JWZ d 2002 2 4 9003 2 1 9002 1 4 oz 0 os I 09 02 001 00 00 q ww lnid 007 49N w H uloz ld s ua 009 08 009 002 06 oinoss l e uons 5 soleugos uonel nuuiS S uo4 1492 s p nbnsiey aue s s Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Fin de lt N n F D but de pompage pompage Mod le Tempo pi zo en m NGF 20 30 40 50 60 70 80 90 Mod le Matlab Simulink pi zo en m NGF e contexte P 30 ans sec A contexte P 10 ans sec x contexte P 20 ans sec e contexte P 10 ans sec x contexte P gt 10 ans humide contexte P 4 ans humide Illustration 46 intercomparaison des r sutats des mod les lors des p riodes de pompage donn es d entr es du Run 1 chronique de pompage identique 2005 du 01 aout au 6 septembre
160. consid rant les besoins en eau ainsi que le d bit restituer l H rault et les limites hydrog ologiques d termin es partir des mod les de simulation cal s exp rimentalement 30 sc narios ont t tablis sur la base de discussions men es avec le Conseil G n ral pour valuer les besoins en eau augmentation graduelle de la consommation de mai septembre et p riodes de pointe du 14 juillet au 15 ao t quatre d bits de base pour FAEP ont t consid r s 100 l s 125 l s 150 l s et 200 l s 320 simulations ont t BRGM RP 54865 FR Rapport final 3 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource effectu es partir du comportement du syst me sous sollicitation pompage l aide de deux types de mod les de simulation num rique en consid rant 30 cycles hydrologiques diff rents couvrant la p riode de simulation 2006 2016 Les p riodes hydrologiques de ces 30 ann es ont t caract ris es en utilisant un processus stochastique faisant intervenir 500 tirages al atoires de pluies et d ETP partir des chroniques s talant de 1995 2005 au sein d un mod le lt pluies d bits Les chroniques de d bits ont t analys es en termes de probabilit d occurrence Les r sultats d taill s du suivi hydrobiologique de la faune stygobie sont galement pr sent s au sein de ce rapport Le suivi hydrobiologique de la faune stygobie effectu par l UMR C
161. d eau dans le drain karstique et dans les blocs le r servoir blocs calcule le d bit de sollicitation des blocs par le drain karstique ou a l inverse le d bit de contribution du drain aux blocs en phase de remont e BRGM RP 54865 FR Rapport final 63 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource 3 3 PRESENTATION DES RESULTATS DES CALAGES DES MODELES UTILISES 3 3 1 R sultats du calage du mod le lt niveau piezometrique de Tempo a Caract risation des r ponses impulsionnelles La technique d inversion par l approche de mod lisation Tempo consiste calculer les hydrogrammes unitaires Illustration 30 de telle sorte que le mod le soit le plus proche possible de l volution observ e Illustration 31 Le mod le permet de reproduire tr s fid lement les volutions observ es lors des tiages lors des crues et lors du pompage d essai de l t 2005 Le mod le permet d expliquer 98 de la variance totale observ e ce qui constitue un tr s bon r sultat crit re de Nash 0 95 R ponses impulsionnelles des composantes 0 16 0 14 0 12 0 10 0 08 0 06 0 04 000 Amm 0 2 4 6 8 10 12 D calage en jour j Recharge par la pluie efficace Sollicitation D bit des pertes de la Bu ges D bit de contribution de l H rault Illustration 30 Calcul des hydrogrammes unitaires normalis s r ponses impulsionnelles
162. d J A Dole Olivier M J Ward J V 1994 Basic Attributes of groundwater ecosystems and prospects for research Groundwater Ecology Eds J Gibert D L Danielopol amp J A Stanford pp 7 40 Gibert J Deharveng L 2002 Subterranean ecosystems a truncated functional biodiversity BioScience 52 6 473 481 Ginet R 1960 Ecologie thologie et biologie de Niphargus Annales de sp l ologie 15 1 2 254p Ginet R Decou V 1977 Initiation a la biologie et a l cologie souterraines Delarge Paris 345p Guillemin C Roux J C Gibert J Leynaud G Lorgues G de Marsily G Margat J Ollagnon H Point P R my J C Retkowsky Y Valiron F amp J Vial 1991 Pollution des eaux souterraines en France Sous la direction de C Guillermin amp J C Roux Ed du BRGM Manuel et M thodes n 23 262p Jacob C Lohman S 1952 Nonsteady flow to a well of constant drawdown in an extensive aquifer Transactions American Geophysical Union vol 33 4 pp 559 569 Jeannin P Mar chal J 1995 Lois de pertes de charge dans les conduits karstiques base th orique et observations Bulletin du centre d Hydrogeologie de Neuch tel vol 14 149 176 Juberthie C 1995 Underground habitats and their protection Nature and Environment 72 Council of Europe Press Strasbourg 160p Juberthie Jupeau L 1974 Les caract res li s a lincubation chez Troglocaris anophthalmus et Troglocaris inermis Crustac s d capod
163. de contribution 26 3 deduite l aide du mod le analytique construit sous Matlab Simulink cf paragraphe 3 3 2 ci apr s Lors du pompage la composante associ e au d bit d infiltration en provenance de l H rault semble contribuer pour 2 m environ En d autre terme si le syst me des Cent Fonts n tait pas aliment par l H rault lorsque les sources tarissent un rabattement de 2 m suppl mentaire aurait pu tre observ au niveau du forage F3 lors du pompage d essai de 2005 Variation relative des composantes Variation m Variation m 01 07 05 31 07 05 30 08 05 29 09 05 29 10 05 28 11 05 Pluie efficace Qpertes Bueges Q H rault Sollicitation Illustration 33 Comparaison de la pi zom trie mod lis e a la pi zom trie mesur e aux Cent Fonts p riode du 01 07 05 au 31 10 05 pas de temps journalier 98 de la variance totale expliqu e crit re de Nash 0 95 c Critique des r sultats du mod le et interpr tation Nous pr sentons Illustration 33 un agrandissement de l volution relative des composantes sur la p riode de juillet novembre 2005 On peut constater que la contribution relative des eaux en provenance de l H rault calcul e par le mod le n intervient que vers le 5 ao t ceci est li au d calage observ sur la r ponse impulsionnelle Cette volution n est pas conforme a ce qui a t observ lors de BRGM RP 54865 FR R
164. de gestion de la ressource Filtrage des eaux d exhaure Figure 4 Echantillonnage en continu de la faune extraite par les eaux d exhaure dispositif de filtration Clich C Bou 10 246 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Le vide de maille des filets utilis s varie de 100 150 um les filets 100um n tant en general pas utilisables pour les filtrages de crue cause de problemes de colmatage des vides qui rendent l chantillonnage inefficace 1 5 2 Filtrages en continu de la faune extraite lors du pompage d essai Deux d rivations ont t mises en place sur Fun des trois conduits des eaux d exhaure l une permettant de filtrer un d bit de 4 l s et le second un d bit de 60 l s Figure 4 Ce double chantillonnage permet de palier d ventuels al as techniques ou apporter si n cessaire des compl ments d information L examen exhaustif de ce double chantillonnage tant hors contrat la variabilit de l chantillonnage n a pas t prise en compte La d rivation 4l s est quip e d un syst me filtrant prot g permettant un chantillonnage prolong Les eaux d exhaure taient non turbides en cons quence les filets n ont subi aucun colmatage 1 5 3 Analyse des chantillons Le d pouillement des chantillons est un processus long et fastidieux L chantillon doit tre fractionn en tres petites quantit s et
165. de gestion de la ressource QbAEP 100 l s et Qr 200 l s et 125 l s pour une probabilit d occurrence du contexte hydrologique Trentenal sec gt le volume sollicite correspond entre 20 et 22 du volume total pomp sur une ann e calendaire 01 janvier au 31 d cembre BRGM RP 54865 FR Rapport final 115 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Tableau 13 Volume total pomp exprim en millions de m3 pour les sc narios simul s l aide de l approche TEMPO Probabilit d occurrence annee Decenal nl Trentenal 4 Trentenal sec du contexte Mediane sec sec hydrologique Volume total Volume total Volume total Volume total Volume total pomp pomp pomp pomp pomp million dem3 million de m3 million de m3 million de m3 million de m3 Qr 200 l s QbAEP 100 l s Qr 250 I s QbAEP 100 l s Qr 300 I s 200 l si QbAEP 125 l s 250 l s QbAEP 125 l s 4 8 6 7 7 0 Qr 300 l s QbAEP 125 l s Qr 200 l s QbAEP 150 l s Qr 250 l s QbAEP 150 l s Qr 300 l s 7 QbAEP 150 l s 200 5 Qr 250 I s QbAEP 200 l s Qr 300 l s QbAEP 200 l s volume cumul du 01 janvier au 31 d cembre les couleurs se referent aux interpr tations de Tempo non forage actuel oui avec nouveau forage 116 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ress
166. della leruthi 23 Nitocrella omega Schellencandona cf simililampadis Fabaeformiscandona cf breuili OSTRACODA Cryptocandona sp Pseudocandona sp Mixtacandona sp AMPHIPODA Niphargus virei Niphargus laisi Niphargus pachypus Salentinella angelieri MOLLUSQUES CRUSTACES Ingolfiella thibaudi ISOPODA Faucheria faucheri Microcharon doueti abondance totale 322 891 Richesse sp cifique Richesse sp cifique totale 20 BRGM RP 54865 FR Rapport final 257 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource 1 11 21 51 41 81 24 31 0 w 12 133 11 16 761 127 181 147 284 ee 221 281 264 401 vasos Dedit de Hersuk su niveau de is source S dava 2006 ww alll T 11 133 16 bil 21 2 2 X 31 Figure 5 Contexte hydrologique du suivi de crue donn es journali res de juin 2005 a mars 2006 En haut D bit de l H rault mis au niveau de la source 5 Donn es BRGM En bas Cote piezometrique mNGF du drain karstique l exutoire des Cent Fonts Donn es BRGM v 1 3 21 91 417 7 6 T Et M 46 714 524 4309 340 171 101 71 101 191 201 211 221 25 241 271 203 271 261 29 300 wawa a Cote plezometique de drain karstque su nivesu de l exutoire des Cent Fonts 8 00 d mi 2006 en 54 00 udu rz ma 7 00 m 4 00 ma 1 s 17 8 uv P S S S a mor 258 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulat
167. des pr l vements suppl mentaires de s diments ont t effectu s dans les sources et directement en milieu souterrain L chantillonnage de la zone hyporh ique de l H rault est r alis par pompage Bou Rouch apr s insertion d un tube cr pin 50 cm sous la surface des s diments et filtrage du liquide aspir Deux stations situ es en aval de chacun des seuils qui encadrent le secteur d tude ont t s lectionn es Le positionnement des stations en aval des seuils correspond classiquement une zone de concentration des esp ces stygobies Dole Olivier et Marmonier 1992 Dans chaque station trois replicats trois points de pompage ont t r alis s lis correspondent chacun l aspiration d un volume de 10 litres et permettent de prendre en compte Fheterogeneite locale de distribution des organismes 244 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Filtrage de source tce t 625 Nets 12 heures Balance avec appat primar Jan la cavi d sert des telares 12 heures nm pomorce lio Koch dans un gon Pompage manuel Ucu Rouc Filist ce 1U0um de vce de ma te Ectunvion Figure 3 Techniques d chantillonnage de la faune stygobie utilis es pour le suivi hydrobiologique BRGM RP 54865 FR Rapport final 245 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios
168. des Cent Fonts restituer l H rault est compris pour les diff rents sc narios entre 20 et 40 par rapport au volume total pomp Le volume annuel sollicit au sein du syst me karstique lorsque les sources tarissent est exprim au sein du Tableau 15 tout comme la dur e de cette sollicitation Tableau 16 Celle ci est d autant plus grande que la probabilit d occurrence est grande ainsi pour le sc nario Qr 200 l s et Qb_AEP 100 l s la dur e de sollicitation exprim e en jours atteint plus de 80 jours pour la probabilit d occurrence sup rieure 30 ans sec Le volume annuel sollicit sur le syst me karstique exprim en millions de m correspond au volume sollicit sur le syst me karstique alors que celui ci ne permet plus un coulement naturel au niveau des griffons pour les sc narios correspondant une exploitation possible avec le forage actuel et pour un d bit total n exc dant pas 450 l s le volume annuel sollicit n exc de pas de 1 4 millions de m pour des conditions hydrologiques caract ris es par une probabilit d occurrence inf rieure 30 ans lt sec Pour le sc nario Qr 200 l s et QbAEP 100 l s le volume sollicit pour une probabilit d occurrence du contexte hydrologique de plus de 30 ans sec gt correspond a 21 du volume total pomp Pour les sc narios Qr 250 l s et 114 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios
169. diversity patterns and conservation implications Biodiversity and Conservation sous presse Gibert J Laurent R 1982 L cosysteme karstique du massif de Dorvan Torcieu Ain France IV La d rive d invert br s hypog s aquatiques au niveau de l exutoire principal du massif Pol Arch Hydrobiol 29 2 471 483 Gibert J Laurent R amp M ller 1984 L ecosysteme karstique du massif de Dorvan Torcieu Dpt Ain France VI Analyse hydrochimique et hydrobiologique d une crue de printemps au niveau de l exutoire principal Bull Centre Hydrog ol Neuch tel 5 71 90 Gibert J 1986 Ecologie d un systeme karstique jurassien Hydrog ologie d rive animale transit de mati res dynamique de la population de Niphargus Crustac Amphipode M moires de Biosp ologie XIII 1 379 150 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Gibert J 2001 Protocols for the ASsessment and Conservation of Aquatic Life In the Subsurface PASCALIS a European project Proceedings of Mapping Subterranean Biodiversity Special Publication Karst Water Institute amp Laboratoire souterrain de Moulis 19 21 Gibert J Laurent R 1982 L ecosysteme karstique du massif de Dorvan Torcieu Ain France IV La d rive d invertebres hypog s aquatiques au niveau de l exutoire principal du massif Pol Arch Hydrobiol 29 2 471 483 Gibert J Stanfor
170. du d bit naturel de la source qu aurait pr sent les Cent Fonts QCF naturel en absence de pompage sont galement report es ainsi que le d bit de contribution en provenance de l H rault le d bit r siduel des Cent Fonts et le d bit r serv au 90 fleuve H rault BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Crit re de d bit r serv 200 Run3 baseAEP 100 Contexte hydrologique gt 30 ans Sec 3000 TT 1 0 50 2000 E g 100 E E Q 150 5 A 1000 y n 200 0 250 1 janv 2 mars 1 mai 30 juin 29 ao t 28 oct 27 dec QCF naturel sans pompage Q r siduel Qr serv Q r siduel Pluie 450 __ 100 90 350 80 250 70 2 150 pel E 50 2 Q 4 m n 40 o N 50 4 Minimum observe lors de la inimum observ 30 semaine de pointe du mois avant les crues a 1 d ao t automnales 20 150 10 250 T T T T 0 1 janv 2 mars 1 mai 30 juin 29 ao t 28 oct 27 dec Debit AEP Alimentation en Eau Potable sollicitation karst D bit de pompage suppl mentaire pour satisfaire la condition de debit r serv Qr D bit total de pompage Piezometrie calcul e par le mod le Tempo Illustration 48 Evolution temporelle de la pi zom trie calcul e par le mod le Pi
171. e 600 500 400 300 200 100 0 100 200 300 400 r i I I 1 31 2 mars 1 avr 1 31 mai 30 iuin 30 juil 29 ao t 28 sept 28 oct 27 nov 27 d c Debit l s D bit AEP Alimentation en Eau Potable D bit de pompage suppl mentaire pour satisfaire la condition de d bit r serv Qr D bit total de pompage lt D bit d infiltration en provenance de l H rault sollicitation des r serves du karst Illustration 5 Evolutions temporelles des d bits de pompage AEP du d bit supl mentaire pomper pour satisfaire les conditions de d bit r serv et du d bit total de pompage QAEP Q Sup La sollicitation des r seves du karst se produit lorsque le d bit total de pompage est sup rieur au d bit naturel qu aurait pr sent le syst me en absence de pompage Lorsque le d bit de sollicitation devient lt 0 les sources tarissent le syst me est alors aliment par un flux d eau en provenance de l H rault Q 30 l s Param tres de l exemple contexte hydrologique trentenal sec base AEP 100 l s d bit r serv 300 Vs La sollicitation des r serves du karst intervient lorsque le d bit total de pompage devient donc sup rieur au d bit naturel qu aurait pr sent la source des Cent Fonts en l absence de pompage La fonction de sollicitation est alors d finie de la mani re suivante Sollicitation QCF n
172. e pertes 000000000000000000000e Pluie Variable climatique Pompage D bits naturel Cent Fonts Entr e Pluie caos R ponses impulsionnelles Sollicitation Sous mod le debit naturel A a y ssc cc c c coc cus ceoseooeososeoeooe a 00000000000000000000000000000000e Pluie efficace R ponses Impulsionnelles Variable climatique Illustration 6 sch ma de principe du mod le de transfert Cent Fonts lt piezometrie gt BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource b Description et pr sentation des fonctions caract ristiques du sous mod le lt D bit Naturel de la source des Cent Fonts La contribution des pertes debit des pertes n est pas explicitement integree comme entr e dans le sous mod le lt D bit Naturel de la source des Cent Fonts Les traitements math matiques permettent uniquement de caracteriser la r ponse impulsionnelle globale du systeme karstique les signaux pluie et pertes ne sont pas d convolu s Donn es utilis es L analyse et Tinterpretation des r sultats portent sur les donn es de debits de la source des Cent Fonts acquises entre le 1 juin 1997 et le 31 d cembre 2005 soit un peu plus de 8 ans Les variables hydrocli
173. e augmentation du nombre d esp ces r pertori es est li e au fait que lors des prospections effectu es par Rouch et al 1968 l accent avait t mis sur les esp ces de grande taille et sur les cop podes D autres groupes comme celui des Mollusques 14 250 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource et des Ostracodes avaient t moins tudi s sans doute en raison de l absence de sp cialistes enfin il est important de noter que 3 esp ces de Mollusques sont dites nouvelles pour la science not es n sp cad novae species description en cours et que 4 esp ces de Crustac s soit 2 Amphipodes Niphargus gallicus et Niphargus kochianus kochianus et 2 Ostracodes Pseudocandona zschokkei et une Candoninae triangulaire n ont pas t r colt es directement dans le massif karstique mais dans la zone Vhyporheique de l H rault en connexion avec le karst Enfin le groupe des Oligoch tes pouvant renfermer quelques esp ces additionnelles n a pas encore t examin leur identification l esp ce est hors contrat En conclusion ce premier inventaire porterait 44 le nombre total d esp ces recens es annexe 4 c est a dire potentiellement presentes sur le site bilan qui positionnerait le systeme des Cent Fonts parmi les aquif res les plus riches au monde 15 BRGM RP 54865 FR Rapport final 251 Syst me karstique des C
174. e d ouvrage PUITS Societe BRGM Aquifere test CALCAIRES ET DOLOMIE Date pompage 27 juil 05 Pompage par paliers_ Palier 1 Palier 2 Palier 3 Palier 4 Palier 5 D bit m3 h 1 730 1085 1816 1447 1455 Temps de pompage min 330 330 330 330 330 Temps de remont e min 0 0 0 0 0 Rabattement observ m 0 69 1 24 2 82 2 08 1 62 km B la al m ismi D bit m3 h Debit m3 h 0 500 1000 1500 2000 0 500 1000 1500 2000 0 0E 00 L P dl rin 4 2 0E 04 4 0E 04 6 0E 04 A 8 0E 04 se B 1 0E 03 m 1 2E 03 14E 03 1 6 03 35 1 8 03 m E sobs 2 m HE Mesures Ajustement Coef pertes de charge lin aires B 0 00 m m3 h o 2 m m3 s Coef pertes de charge quadratiques C 5 66E 07 m m3 h 2 7 m m3 s 2 CARACTERISTIQUES HYDRAULIQUES DU PUITS DE POMPAGE INFORMATIONS GENERALES Essai de puits Limites hydrauliques d exploitation Niveau statique initial m sol Niveau statique en basses eaux m Profondeur pompe m sol Amplitudes saisonni res m Type pompe D bit d exploitation recommand m3 h Diam tre chambre de pompage mm Pertes de charge lin aires m 0 00 Position cr pine m sol Pertes de charge quadratiques m 0 00 Type crepine Niveau dynamique en basses eaux m 0 00 Nature du massif filtrant Informations sur l ajustement Qis calcul m2 h 1038 731 859 4
175. e d un nouvel ouvrage plus profond 5 3 INTER COMPARAISON DES RESULATS DES MODELES Sur la base des r sultats de Tempo un certain nombre de sc narios de pompage fonction de pompage a t s lectionn pour de mod lisation num rique d velopp e sous Matlab Simulink Nous pr sentons ici les r sultats de Pintercomparaison des mod les pour 26 situations diff rentes de pompage Cinq situations hydrologiques types distinctes ont t examin es contexte hydrologique de type lt d ann e m diane de type lt 10 ans sec de type 20 ans sec de type 30 ans sec et de type gt 30 ans Sec Neuf combinaisons possibles de pompage Qr QbAEP ont t tudi es Nous pr sentons ci dessous les volutions temporelles de la pi zom trie calcul e par les deux mod les pour la combinaison Qr 200 l s QbAEP 100 1 s pour les situations hydrologiques types distinctes d crites pr c demment Les r sultats des autres sc narios consid r s sont pr sent s en annexe 4 L Illustration 55 pr sente l volution temporelle de la piezometrie calcul e par les deux mod les en contexte hydrologique c median Pour ce sc nario la fonction de sollicitation des r serves du karst commence vers le 12 ao t se termine vers le 23 septembre et coincide a la date des premi res crues de la p riode automnale Lors des 3 premi res semaines de sollicitation des r serves du karst la pi zom trie calcule
176. e et technique 3 avenue Claude Guillemin BP 6009 45060 Orl ans Cedex 2 France T l 02 38 64 34 34 Service EAU Unit RMD 1039 rue de Pinville 34000 Montpellier France T l 04 67 15 79 90
177. e karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Quatre chroniques diff rentes de pompage sont ainsi prises en compte les volumes annuels d eau potable pr lev s correspondant a chacune des chroniques sont report s dans le Tableau 1 Tableau 1 Volume annuel et d bits pour l alimentation en eau potable et pour les semaines de pointe selon 4 sc narios Base AEP l s 100 125 150 200 Semaine de 200 250 300 400 pointe l s Volume annuel 3 68 4 6 5 52 7 36 million de m 450 Semaines de pointe 400 m ii qas a a d si 350 1 300 S o r mE aa m an GA a 250 ds di ki 200 1 150 100 P 50 60 Demande AEP l s 0 T T T T T T 1 01 31 02 01 01 31 30 30 29 28 28 27 27 janv janv mars avr mai mai juin juil ao t sept oct nov d c Base 100 I s Base 125 l s Base 150 I s Base 200 l s Illustration 3 Chroniques de pompage pour l alimentation en eau potable AEP utilis es dans le cadre de la pr sente tude 2 3 CARACTERISTIQUES DE LA CHRONIQUE DE POMPAGE II a t pr c demment soulign que la chronique de pompage est d finie la fois par le d bit correspondant aux besoins pour l alimentation en eau potable AEP et par les conditions de d bit r server au fleuve H rault elle est galement fonction du contexte hydrologique BRGM RP 54865 FR Ra
178. e par le mod le Tempo Pi zom trie calcul par le mod le num rique Mathlab Simulink Annexe Illustration 18 Evolution temporelle de la pi zom trie calcul e par les mod les en contexte hydrologique de type lt 30 ans sec Sc nario Qr serv 300 l s Qbase AEP 100 l s BRGM RP 54865 FR Rapport final 193 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Critere de d bit r serv 300 Run3 baseAEP 100 Contexte hydrologique 530 ans Sec 3500 0 3000 50 _ 2500 2000 100 2 1500 L 150 5 1000 200 500 0 250 1 2 mars 1 mai 30 juin 29 ao t 28 oct 27 dec naturel sans pompage Q r siduel Qr serv x Q r siduel Pluie 600 100 500 80 400 60 T 300 2 40 E 200 20 2 100 5 a 0 0 2 100 20 n 200 40 300 60 1 janv 2 mars 1 mai 30 juin 29 01 28 oct 27 d c D bit AEP Alimentation en Eau Potable sollicitation karst D bit de pompage suppl mentaire pour satisfaire la condition de d bit r serv Qr D bit total de pompage Pi zom trie calcul e par le mod le Tempo Pi zom trie calcul par le mod le num rique Mathlab Simulink Annexe _lllustration 19 Evolution temporelle de la pi zom trie calcul e par les mod les en contexte hydrologique de ty
179. e par le modele Tempo apparait inf rieure a celle calcul e par le modele num rique d velopp sous Matlab Simulink On observe la un phenomene comparable celui mis en vidence dans le chapitre 4 lors de l inter comparaison des r sultats des approches de simulation Lors de la 4 semaine de sollicitation des r serves du karst les pi zom tries calcul es par les deux mod les sont comparables A partir de la 5 semaine de pompage on observe une divergence entre les deux mod les le mod le num rique conduisant des rabattements plus importants que ceux calcul s par le mod le Tempo Un ph nom ne identique est observ pour les autres contextes hydrologiques consid r s Illustration 56 Illustration 57 Illustration 58 et Illustration 59 la diff rence entre les mod les s accentuant lorsque la dur e des p riodes de sollicitation des r serves augmentent gt gt 1 mois et lorsque le d bit de pompage devient sup rieur a 500 l s cf illustrations de 4 Les mod les qui ont t calibr s pour un mois de sollicitation un debit de pompage de 400 l s pr sentent donc des diff rences significatives en extrapolation pour des p riodes de sollicitation sup rieures a un mois Le mod le num rique d velopp sous Matlab Simulink appara t plus pessimiste que le mod le Tempo lorsque la dur e de sollicitation des r serves d passe 1 mois et lorsque le debit de pompage est sup rieur a 500 l s De la m me f
180. e pompage Pi zom trie calcul e par le mod le Tempo Pi zom trie calcul e par le mod le num rique Mathlab Simulink Annexe Illustration 24 Evolution temporelle de la pi zom trie calcul e par les mod les en contexte hydrologique de type lt 10 ans sec Sc nario Qr serv 250 l s Qbase AEP 125 l s BRGM RP 54865 FR Rapport final 199 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Crit re de d bit r serv 250 Run3 baseAEP 125 Contexte hydrologique 20 ans sec 0 50 Q 100 E g LE 3 9 2 150 3 200 250 1 1 mars 30 avr 29 juin 28 ao t 27 oct 26 dec naturel sans pompage Q r siduel Qr serv x Q r siduel Pluie 600 100 500 90 400 80 300 70 2 m 200 60 100 50 N 100 30 0 a 200 20 300 10 400 0 1 janv 1 mars 30 avr 29 juin 28 aodt 27 oct 26 dec D bit AEP Alimentation en Eau Potable sollicitation karst D bit de pompage suppl mentaire pour satisfaire la condition de d bit r serv Qr D bit total de pompage Pi zom trie calcul e par le mod le Tempo Pi zom trie calcul e par le mod le num rique Mathlab Simulink Annexe Illustration 25 Evolution temporelle de la pi zom trie calcul e par les mod les en contexte hydrologique de type lt 20 ans sec
181. e sc narios de gestion de la ressource 238 Comme la plupart des aquif res le systeme karstique des Cent Fonts est colonise par un assemblage h t rog ne d esp ces aquatiques de caract ristiques biologiques et cologiques tres diverses Rouch 1982 Les unes vivent exclusivement dans les eaux de surface Leur pr sence dans l aquif re indique une intrusion fonctionnelle ou dysfonctionnelle des eaux de surface dans le milieu souterrain Rouch 1977 D autres r sident dans aquifere sur un plus long terme et partagent leur cycle vital entre les eaux de surface et les eaux souterraines certaines tant capables de d velopper des populations durables dans chacun des deux milieux Gibert ef al 1994 Une derni re cat gorie renferme des esp ces vivant exclusivement dans les eaux souterraines Elles sont qualifi es de stygobies par r f rence au Styx le fleuve des t n bres Ce sont ces derni res esp ces tr s particuli res par rapport leurs homologues des eaux de surface qui ont fait l objet du suivi biologique accompagnant les essais de pompage du karst des Cent Fonts 1 2 EFFETS D UN POMPAGE SUR LES COMMUNAUTES STYGOBIES Au pr alable il est n cessaire de rappeler qu il existe peu de donn es hydrobiologiques disponibles sur des syst mes sollicit s par pompage sur du long terme fournissant des l ments comparatifs Les dommages possibles occasionn s par un pompage intensif de l eau souterraine du massif
182. e syst me du Baget Pyr n es Peu de donn es biologiques sont disponibles sur des sites de pompages en continu qui pourraient fournir des l ments de r ponse sur le devenir de la faune stygobie en zone d extraction d eau hormis de rares tudes en milieu poreux sur les sites de Cr pieux Charmy Villeurbanne inventaire Malard amp Turquin 1996 et d Arcine en Haute Savoie Reygrobellet amp Luczyszyn 1993 N anmoins ces zones sont situ es dans des aquif res poreux Leur dynamique ainsi que la pr sence d une matrice s dimentaire sont des l ments fondamentalement diff rents pour la d rive artificielle des organismes occasionn e par le pompage et rendent toute comparaison r dhibitoire Par contre lors d une exp rience destin e r pondre une question similaire sur le karst du Baget Pyr n es Rouch et al 1993 ont quantifi la faune extraite du massif lors de pompages et mesur leurs effets sur le long terme Le bassin d alimentation de ce massif moins tendu que celui des Cent Fonts est de 13 km 30 km pour les Cent Fonts Les pompages effectu s ont t de courte dur e et comprennent 3 essais cons cutifs repr sentant une dur e totale de 50 heures Les d bits pompes ont vari de 220 230 l s et le rabattement maximal de la nappe a t de 21 5m Un volume total de 15300m a t pr lev dans la r serve karstique au cours de ces pompages entra nant un total de 129 000 crustac s hor
183. ean groundwater management policy Environmental Conservation 31 3 185 189 Dole Olivier M J Marmonier P 1992 Patch distribution of interstitial communities prevailing factors Freshwater Biology 27 177 191 Dole Olivier M J Marmonier P 1992 Effects of spates on interstitial assemblages structure Disturbance perturbation relationship rate of recovery Hydrobiologia 230 49 61 Dole Olivier M J Malard F Ferreira D amp Gibert J 2005 Biodiversite dans les eaux souterraines Groundwater Biodiversity La Houille Blanche n 3 2005 39 44 Falkner G Ripken T E J amp Falkner M 2002 Mollusques continentaux de France Liste de r f rence annot e et bibliographie IEGB SPN MNHN Paris 350 pp Ferreira D 2005 Biodiversit aquatique souterraine de France base de donn es patrons de distribution et implications en termes de conservation Th se de doctorat Universit Lyon 1 441p Ferreira D Malard F Dole Olivier M J Gibert J Obligate groundwater fauna of France diversity patterns and conservation implications Biodiversity and Conservation sous presse Gibert J 1986 Ecologie d un syst me karstique jurassien Hydrog ologie d rive animale transit de mati res dynamique de la population de Niphargus Crustace Amphipode Memoires de Biospeologie XIII 1 379 Gibert J 2001 Protocols for the ASsessment and Conservation of Aquatic Life In the Subsurface PASCALIS a European project Proceedings of
184. ement correspond donc la surface totale des vides c est la surface denoyee du drain Sarain Le seuil de d bordement Hs au del duquel le r servoir lt drain karstique gt d borde correspond l altitude de la source des Cent Fonts ce param tre mesur sur le site est fix 76 9 m NGF La hauteur d eau initiale dans le drain Hao a t fix e l altitude de la source puisque la source d bordait au d but du pompage Param tre et unit Signification Fix ajust Surface d noy e du drain 2 Sarain m karstique Ajust Hauteur d eau dans le Fix altitude de la source Hseui M drain au del de laquelle la 76 9 m NGF source d borde Hao m Hauteur d eau initiale dans Fixe altitude de la source d le drain 76 9 m NGF Illustration 28 parametres du r servoir lt drain karstique gt Sur base des trois param tres d crits ci dessus et des d bits impos s du syst me des Cent Fonts de pompage et de contribution de l H rault ainsi que des d bits d change entre les blocs et le drain calcul s dans l autre r servoir le r servoir drain karstique calcule le niveau d eau dans le drain Hg au moyen de la relation 3 et le d bit de la source Qsource au Moyen de la relation 1 BRGM RP 54865 FR Rapport final 61 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Les niveaux d eau calcul s dans le drain karstique seront a
185. empirique et des lois Log Normale et Gumbel de la chronique de pluie de l impluvium karstique des Cent Fonts I 41 Illustration 14 G n rateur de pluie du mod le Cent Fonts histogramme de la distribution mensuelle de la pluie d duit des observations et de la simulation 41 Illustration 15 G n rateur de pluie du mod le Cent Fonts corr logramme de la pluie d duit des observations et des simulations 42 Illustration 16 G n rateur de pluie du mod le Cent Fonts repr sentation des moments en fonction de l ordre obtenus partir des observations et des simulations 42 Illustration 17 G n rateur de pluie du mod le Cent Fonts exemple de r sultat d une simulation d une s quence de pluie au pas de temps journalier ayant les caract ristiques de la s rie observ e Exemple du run 3 44 Illustration 18 G n rateur d ETP du mod le Cent Fonts repr sentation de ETP journali re Donn es M t o France station Montpellier Fr jorgues de ETP moyenne mensuelle de Pecart type et du bruit fonction al atoire 46 Illustration 19 G n rateur d ETP du mod le Cent Fonts corr logramme de l ETP d duit des observations et des simulations et corr logramme crois ETP Pluie d duit des observations et des simulations 47 Illustration 20 G n rateur d ETP du mod le Cent Fonts cart type mensuel du buit de ETP d
186. enario Qr serv 200 I s Qbase AEP 100 l s L volution des donn es d entr es et du d bit r siduel des Cent Fonts est galement report s a a m abdal n Gana A la all hoa S kula 103 Illustration 58 Evolution temporelle de la pi zom trie calcul e par les mod les en contexte hydrologique de type 30 ans sec mois d t suivi d une crue pr cosse d but septembre Sc nario Qr serv 200 l s Qbase AEP 100 I s L volution des donn es d entr es et du d bit r siduel des Cent Fonts est galement report e 104 Illustration 59 Evolution temporelle de la pi zom trie calcul e par les mod les en contexte hydrologique de type gt 30 ans sec mois d t suivi d une crue tardive d but octobre Sc nario Qr serv 200 l s Qbase AEP 100 l s L volution des donn es d entr es et du d bit r siduel des Cent Fonts est galement report e 105 Liste des tableaux Tableau 1 Volume annuel et d bits pour l alimentation en eau potable et pour les semaines de pointe selon 4 sc narios a a 25 Tableau 2 Pluviometrie moyenne debit moyen des pertes de la Bu ges et des Cent Fonts calcul pour les diff rents cycles hydrologiques mod lis s 51 Tableau 3 stastistiques descriptives des d bits exprim s en l s des Cent Fonts pour les mois d
187. ent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Tableau 3 Inventaire g n ral des stygobies du karst des Cent Fonts Comparaison avec les donn es ant rieures disponibles bibliographique 2005 2006 MOLLUSCA Bythinella n sp GASTROPODA Bythiospeum bourguignati Heraultiella exilis Islamia moquiniana Moitessieria rollandiana Moitessieria n sp 2 Paladilhia pleurotoma DECAPODA ISOPODA AMPHIPODA Niphargus laisi Niphargus gallicus Niphargus kochianus kochianus Niphargus pachypus Salentinella angelieri Salentinella delamarei Ingolfiella thibaudi OSTRACODA Fabaeformiscandona cf breuili Schellencandona cf simililampadis Cryptocandona sp Pseudocandona zschokkei Pseudocandona sp Candoninae triangulaire CYCLOPOIDEA HARPACTICOIDA Nitocrella omega NOMBRE TOTAL D ESPECES d crire Paladilhe 1866 Paladilhe 1867 Dupuy 1851 Bourguignat 1863 gt x X X gt d crire Bourguignat 1865 gt x x x x x gt x x Schellenberg 1936 Schellenberg 1935 Bate 1859 Schellenberg 1933 Ruffo amp Delamare Deboutteville 1952 Coineau 1962 gt x x x x x gt x gt Coineau 1968 Paris 1920 x Danielopol 1978 x x Wolf 1920 x x x x x Hertzog 1936 24 liste modifi e d apr s Rouch et al 1968 Lescher Moutoue 1976 Malard et al 1997 amp Base de donn es HBES identification soumise a caution correspo
188. enti rement observ sous stereo microscope de mani re extraire un un et classer par groupe taxonomique tous les organismes pr sents La taille des sp cimens peut tre sup rieure au cm Niphargus Troglocaris mais elle est plus fr quemment de quelques millim tres Proasellus de l ordre du mm Salentinella Ingolfiella voire inf rieure au mm genre Pseudectinosoma Certains genres sont directement identifi s l esp ce au laboratoire Isopodes Amphipodes d autres ont fait l objet d envois dans d autres universit s toutes les comp tences taxonomiques n tant pas disponibles dans un seul laboratoire La majorit des identifications n cessite une dissection des sp cimens et une observation des pi ces diss qu es au microscope G Magniez Universit de Bourgogne a particip l identification de certains Isopodes P Marmonier Universit de Rennes a assur l identification des Ostracodes et Galassi Universit de l Aquila Italie a r alis l identification des Cyclopoides et Harpacticoides Les pr l vements de s diments pour les Mollusques ont t trait s par s chage immersion et r colte du surnageant puis tri sous la loupe binoculaire Certains taxons difficiles ont b n fici d une analyse morphom trique 1 5 4 Niveaux de d termination taxonomique Dans toute tude cologique c est la nature et ou la pr cision de la question pos e qui d termine le niveau d identification taxonomique
189. eproduire compl tement Pevolution du niveau d eau lors des crues du mois de septembre 2005 Illustration 34 Le niveau pi zom trique simul demeure inf rieur au niveau pi zom trique observ 68 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Par ailleurs lors des essais de pompage par paliers de d bit de fin septembre le modele surestime les rabattements le niveau pi zom trique simule etant plus bas que la piezometrie observ e Ces r sultats sugg rent qu une modification temporaire ou non du fonctionnement hydrologique du systeme karstique des Cent Fonts s est produite lors de l pisode de crue de septembre 2005 Cette hypoth se semble tre corrobor e par les r sultats du suivi de la turbidit des eaux du karst En effet lors des crues de septembre un pisode important de turbidit a t mesur jusqu 1500 NTU cf rapport BRGM RP 54426 FR puis les eaux sont rest es tres turbides gt gt 40 NTU plusieurs jours Illustration 35 Cet pisode de turbidit est vraisemblablement a attribuer au d colmatage d un ou de plusieurs conduits karstiques remplis d argiles Le ph nom ne de turbidit tr s importante des eaux des Cent Fonts n avait jamais t mesur pr c demment avant le pompage depuis octobre 2003 date de d but du suivi de la turbidit sur le site Au cours de cette p riode octobre 2003 juillet 2005 la turbid
190. er soit un 200 l s un 300 Us un 500 Vs e un 400 Us Les pr l vements sont collect s par sous chantillonnage d un d bit de 4 5 l s filtrage pratiquement ininterrompu des eaux issues du pompage en continu de 400 l s Lors de ces pompages deux types d chantillons ont t r alis s simultan ment Fun filtrant un d bit de sous chantillonnage de 4 l s et le second filtrant un d bit de sous echantillonnage de 60 Us Une interruption dans ce protocole de filtrage est noter du 1er au 4 ao t 2005 en raison d un acte de vandalisme qui a provoqu la mise sec des filets 3 L inventaire faunistique du massif apr s pompage a t r alis les 1 et 2 d cembre 2005 pour ce qui concerne la cavit p n trable et les sources Le d bit de l H rault cette p riode bien que proche de celui de etiage n a pas permis un chantillonnage de la faune hyporh ique la vitesse du courant et la hauteur d eau ne laissant pas un libre acces l int rieur du chenal Le suivi de crue post rieur aux essais de pompage s est d roul du 20 au 28 janvier 2006 apr s un fort pisode neigeux avait t propos de ne pas chantillonner trop rapidement la suite des essais de pompage et des crues de septembre et octobre afin de respecter un temps de r silience probable des communaut s apr s ces perturbations Ces chutes de neige ont provoqu une crue de moyenne amplitude L chantillonnage est constitu de cing pr
191. ert 1986 La quantification directe de cet entra nement passif a t r alis e lors des essais de pompages sur les eaux d exhaure des modifications internes li es a Pabaissement rapide et cons quent du niveau piezometrique devant entrainer 2 une exondation prolong e d une partie du massif face a laquelle tr s peu d esp ces disposent de strat gies de r sistance Cet effet est partiellement contr l par l inventaire post pompage pr sent dans cette tude mais Pevaluation ne sera complete qu a partir d un suivi a plus long terme 3 une intrusion d eau de surface par le lit de l H rault due a une faille situ e au droit des sources dont l intensit a t valu e par l tude hydrog ologique cf rapport BRGM RP 54426 FR chapitre 5 paragraphe 5 4 2 Cette eau est 128 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource susceptible de v hiculer des organismes et des bact ries de surface de la mati re organique des nutriments et polluants divers au sein du conduit karstique voire dans la zone autour du drain sous influence du pompage Cette intrusion peut modifier le fonctionnement biologique du systeme La dynamique d apparition d invertebres exogenes stygoxenes est presentee dans ce rapport mais les effets de ces intrusions si elles deviennent chroniques sur le fonctionnement de Pecosysteme a plus long terme n
192. es l ments de connaissance du syst me karstique des Cent Fonts nous avons consid r que les donn es de 2005 du fleuve H rault sont repr sentatives d un contexte hydrologique de type trentenal sec L incertitude sur les d bits moyens apparait plus importante que pour le cycle 30 ans sec les mesures et suivis r alis s en 2005 permettant de bien conna tre les d bits de ce type de contexte hydrologique Les valeurs moyennes des d bits pour les mois de juillet 6 m s et ao t 4 3 m s sont comparables aux valeurs moyennes d termin es sur la p riode 1967 1981 donn es de la Banque Hydro soit respectivement 6 03 m s et 6 66 m s pour les mois de juillet et ao t cf Annexe 7 Une analyse plus d taill e et sur un nombre de cycles hydrologiques plus importants concernant l H rault et sp cifiquement sur les p riodes d tiage juin septembre devra tre conduite dans le futur afin de mieux d finir cette variation ainsi que le d bit restituer l H rault l tude de la d finition de d bit d tiage de r f rence sera lanc e en fin d ann e 2006 dans le cadre du SAGE H rault Le Tableau 11 et le Tableau 12 donnent titre indicatif les ordres de grandeur des d bits du karst et du fleuve en amont et l aval imm diat des Cent Fonts en condition naturel et dans l hypoth se o le syst me est exploit avec comme contrainte un d bit r server au fleuve H rault de 170 l s Deux situations hyd
193. es Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Auto corr logramme 1 2 et corr logramme crois 3 4 de l ETP et de la pluie D calage en jour 1 Corr logramme observ 2 Corr logramme simul 3 Corr logramme crois observ 4 Corr logramme crois simul Illustration 19 G n rateur d ETP du mod le Cent Fonts corr logramme de d duit des observations et des simulations et corr logramme crois ETP Pluie d duit des observations et des simulations Ecart type mensuel du bruit de T ETP Mois 1 Ecart type observ 2 Ecart type simul Illustration 20 G n rateur d ETP du modele Cent Fonts cart type mensuel du buit de PETP d duit des observations et des simulations BRGM RP 54865 FR Rapport final 47 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Moments en fonction de l ordre Lambda j N 1 2 3 ordre Exposant Lambda j observ Exposant Lambda j simul Illustration 21 G n rateur d ETPdu modele Cent Fonts representation des moment en fonction de l ordre obtenus a partir des observations et des simulations Loi de probabilit marginale du bruit mm Probabilit marginale Normale Illustration 22 G n rateur d ETP du modele Cent Fonts re
194. es Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource c G n rateur d ETP de Tempo 45 d P riode de calibration des mod les 50 e P riode de pr vision des mod les de transfert en mode previsionnel 50 3 1 4 Commentaire des r sultats obtenus au moyen des mod les de transfert de debit en mode pr visionnel 50 3 2 DEMARCHE METHODOLOGIQUE DE MODELISATION A L AIDE DU MODELE DE RESERVOIR COUPLE A UNE SOLUTION ANALYTIQUE MODELE PRESENTE DANS LE RAPPORT BRGM RP 54426 FR 55 3 2 1 Rappel du principe du mod le 55 3 2 2 Description du mod le 55 3 2 3 Modifications apport es au mod le 57 a Vidange naturelle du syst me karstique 57 Tarage du d bit de la source 58 c Relation syst me karstique rivi re Heraullt 59 d Pas d lempssx s us 59 3 2 4 Fonctionnement hydraulique des r servoirs 59 a Hydraulique du r se
195. es hypog s Annales de Speleologie 29 167 171 Juberthie Jupeau L 1975 La ponte d un crustace Decapode souterrain cycle saisonnier et influence biologique Annales de Speleologie 30 167 171 Ladouche B Aquilina L Petelet E Bakalowicz M et Schoen HR 1999 Caracterisation du fonctionnement des systemes karstiques nord montpellierains Volume 4 Interpr tation des donn es hydrochimiques Rap BRGM R 40940 Volume 4 170 p 67 fig 25 tabl Ladouche B D rfliger N Pouget R Petit V Thiery D Golaz C 2002 Caracterisation du fonctionnement des systemes karstiques nord montpellierains Rapport du programme 1999 2001 Bu ges BRGM RP 51584 FR 200 p 111 fig 9 tabl 3 photos 4 ann BRGM RP 54865 FR Rapport final 151 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Ladouche B D rfliger N 2004 Mod lisation hydrog ologique du systeme karstique des Cent Fonts Vers la constitution d un outils de pr vision Rapport interm diaire BRGM RP 53595 FR 78 p Ladouche B Marechal J C D rfliger N Lachassagne P Lanini S Le Strat P 2005 Pompages d essai sur le systeme karstique des Cent Fonts Cne de Causse de la Selle H rault Presentation et interpretation des donn es recueillies BRGM RP 54426 FR 82 ill 45 tabl 9 ann 245 pp Lencastre A 1966 Manuel d hydraulique g n rale 411 pp Ed Eyrolles Paris Le Strat P 1981 Ju
196. es suivis octobre 2003 pas de temps de 20 mn 71 Illustration 37 param tres du nouveau mod le en gris param tres d ajustement 72 Illustration 38 sch ma du karst et des param tres utilis s pour le calage du modele 73 Illustration 39 comparaison des niveaux d eau simul s et observes au forage F3 et dans le pi zom tre F6 mod le 3 pas de temps horaire 74 Illustration 40 comparaison des d bits observ s et simul s a la source entre le 27 Juillet etle 3 ao t 2005 arianen RA AAA ded nel nual dni AR bean duets adel ASIR 75 Illustration 41 Calcul au sein des blocs du rayon d action et de la distance maximale drain limite hydraulique d une limite hydraulique visible au cours d un pompage de dur e t valeurs donn es titre indicatif tant donn les quivalences possibles sur les caract ristiques hydrodynamiques des blocs 75 Illustration 42 volution des diff rents flux simules en cours de pompage 76 Illustration 43 Origine des volumes d eau pomp e lors du pompage d essai de juillet ao t 2005 partir des r sultats du mod le iii 77 Illustration 44 r partition des volumes coul s lors du pompage d essai de juillet ao t 2005 c olu ua oa odla lar E b s Dilin 78 12 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Illustration 45
197. es sur le site BRGM RP 54865 FR Rapport final 133 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Tableau 23 Inventaire g n ral des stygobies du syst me karstique des Cent Fonts Comparaison avec les donn es ant rieures disponibles N inventaire r coltes A MOLLUSCA Bythinella n sp GASTROPODA Bythiospeum bourguignati Heraultiella exilis Islamia moquiniana Moitessieria rollandiana Moitessieria n sp 2 Paladilhia pleurotoma DECAPODA Niphargus laisi Niphargus gallicus Niphargus kochianus kochianus Niphargus pachypus Salentinella angelieri Salentinella delamarei golfiella thibaudi Fabaeformiscandona cf breuili Schellencandona cf simililampadis Cryptocandona sp Pseudocandona zschokkei Pseudocandona sp Candoninae triangulaire CYCLOPOIDEA HARPACTICOIDA Nitocrella omega NOMBRE TOTAL D ESPECES liste modifi e d apr s Rouch et al 1968 Lescher Moutoue 1976 Malard et al 1997 amp Base de donn es HBES a d crire Paladilhe 1866 Paladilhe 1867 Dupuy 1851 Bourguignat 1863 Bourguignat 1865 Schellenberg 1936 Schellenberg 1935 Bate 1859 Schellenberg 1933 Ruffo amp Delamare Deboutteville 1952 Coineau 1962 Coineau 1968 Paris 1920 Danielopol 1978 Wolf 1920 Hertzog 1936 identification soumise a caution correspondrait en fait Moitessieria n sp 1 vraisemblablement Ingolfiella thibaudi 134 BRGM RP 5
198. essource Critere de debit r serv 200 Run3 baseAEP 125 Contexte hydrologique 10 ans Sec 0 50 T 100 E m 2 150 2 m a 200 250 1 janv 2 mars 1 mai 30 juin 29 ao t 28 oct 27 dec naturel sans pompage Q r siduel Qr serv Q r siduel Pluie 500 100 400 90 300 200 We q 6 100 5 50 a 0 40 X 100 30 200 20 300 10 1 janv 2 mars 1 mai 30 juin 29 ao t 28 oct 27 dec Debit AEP Alimentation en Eau Potable sollicitation karst D bit de pompage suppl mentaire pour satisfaire la condition de d bit r serv Qr D bit total de pompage Pi zom trie calcul e par le mod le Tempo Pi zom trie calcul e par le mod le num rique Mathlab Simulink Annexe_lllustration 21 Evolution temporelle de la pi zom trie calcul e par les mod les en contexte hydrologique de type lt 10 ans sec Sc nario Qr serv 200 l s Qbase AEP 125 l s 196 BRGM RP 54865 FR Rapport final Systeme karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Crit re de d bit r serv 200 Run3 baseAEP 125 Contexte hydrologique 20ans Sec 3500 0 3000 50 2500 2 2000 100 2 2 9 1000 200 500 0 250 1 1 mars 30 avr 29 juin 28 ao t 27 oct 26 dec QCF naturel sans pompage Q r
199. essource 1 7 2 Contamination par les eaux de surface L apparition tr s t t dans les eaux de pompage d l ments de la faune de surface la fois diversifi s et abondants r v le de mani re certaine une contamination rapide par les eaux de surface Si cette contamination peut avoir un impact facilement maitrisable sur la qualit de l eau de consommation traitement filtrage elle entra nera n anmoins dans le conduit karstique hormis des organismes des bact ries de la mati re organique et des nutriments qui seront susceptibles de modifier l quilibre biologique de l cosyst me Cette contamination serait localis e d apr s l tude hydrog ologique entre le point d entr e des eaux de surface et le point de pompage cf rapport BRGM RP 54426 FR Les effets cologiques de cette contamination ne sont n anmoins pas mesurables sur le court terme 1 7 3 Exondation du massif Les pompages peuvent galement provoquer un autre type d impact non mesurable de mani re directe correspondant lors du rabattement du niveau pi zom trique Vexondation des s diments meubles concern s par la zone d influence du pompage La d pression pi zom trique engendr e par le pompage a t conceptualis e lors de la mod lisation r alis e dans l tude hydrog ologique Elle est d une extension locale plus importante autour de l axe longitudinal du drain karstique majeur cf rapport BRGM RP 54426 Il n est actuellement pas poss
200. est ent rin e qu avec la probabilit exp Objectif_0 Objectif lt Temp rature o la diff rence Objectif 0 Objectif mesure la d gradation des propri t s temporelles de la s rie simul e diff rence des fonctions objectif avant et apr s permutation La lt temperature gt est un nombre qui d cro t r guli rement apr s que l quilibre thermodynamique du syst me ait t constat cet quilibre est atteint lorsque les permutations qui se r alisent effectivement laissent la fonction objectif inchangee Ce refroidissement permet de minimiser la fonction objectif progressivement tout en vitant d atteindre un minimum local condition qui bloquerait l volution du syst me Cette diminution progressive de la temp rature conf re ce g n rateur une analogie compl te avec la technique du recuit bien connue des m tallurgistes Ce g n rateur est d autant plus performant que la s rie simuler contient un grand nombre d v nements ce qui autorise un grand nombre de permutations En r gle g n rale plusieurs centaines d v nements sont n cessaires pour assurer un bon accord entre les propri t s temporelles des s ries simul es et observ es La longueur de la s rie observ e doit donc couvrir plusieurs ann es lorsqu elle pr sente une saisonnalit marqu e Ceci se v rifie en particulier lors de la g n ration directe d une s quence de pluie efficace sans passer par son calcul p
201. et dans le piezometre F6 modele 3 pas de temps horaire Comme avec le premier modele les niveaux d eau simul s au forage CF au moyen de ce mod le sont tr s proches des niveaux d eau observ s lors du pompage d essai La qualit de l ajustement est particuli rement remarquable lors de la remont e de d but septembre et lors du palier de 300 l s r alis la fin de l essai Cette nouvelle version de ce mod le produit des r sultats l g rement moins bons que le mod le initial sur la p riode de l essai de pompage Ceci est d principalement aux param tres utilis s pour la simulation de la contribution naturelle du syst me karstique contribution naturelle des blocs et pertes de la Bu ges en l absence de pompage Ces param tres r sultent d un compromis permettant une utilisation du mod le non seulement durant l tiage 2005 au cours de l essai de pompage mais sur une ann e hydrologique compl te p riodes de crue et d tiage Les d bits observ s et simul s la source des Cent Fonts sont compar s l Illustration 40 durant les paliers et le d but du pompage de longue dur e Le mod le reproduit bien les phases de tarissement de la source ainsi que leur dynamique De m me pour les phases de remont e On constate cependant une diff rence entre d bits simul s et observ s en l absence de pompage Cette diff rence probablement due la relation de tarage de la source reste cependant inf rieure 10 e
202. et pas de visualiser les jours sans precipitations La technique du recuit peut toutefois necessiter des moyens de calcul importants car pour posseder les caracteristiques de la pluie observee un nombre relativement important d evenements doit tre simule pour permettre de nombreuses combinaisons de permutation quelque soit la longueur de la periode de temps 44 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Les chroniques de pluie g n r es ne peuvent en aucun cas etre consid r es comme des pr visions m t orologiques pour la p riode 2006 2016 Elles sont g n r es dans le seul but d tudier le comportement du systeme karstique pour diff rents contextes hydroclimatiques qui pourraient se produire compte tenu des propri t s caract ristiques des pluies du secteur d tude d duites des observations c G n rateur d ETP de Tempo Le g n rateur d ETP de TEMPO permet de g n rer une s quence d ETP a partir d une s rie observ e La s quence g n r e peut prolonger la s rie observ e si la date du d but de la s rie simul e correspond a la fin de la s rie observ e e Condition et principe de la simulation de l ETP De maniere similaire au g n rateur de pluie c est la technique du recuit qui est utilis e pour generer des sequences d ETP Il s agit en fait de generer le bruit constitu par les variations autour d une v
203. euve H rault en diff rentes sections dont au niveau de la prise d eau du canal de Gignac Dans le cadre de cette tude nous avons ainsi consid r plusieurs hypoth ses de d bit r server afin d tudier et de proposer diff rents sc narios de gestion de la ressource en eau des Cent Fonts En p riode d tiage trois valeurs de d bit restituer l H rault ont t consid r es 200 l s 250 l s et 300 l s 2 2 CARACTERISTIQUES DE LA CHRONIQUE DE PRELEVEMENT POUR L ALIMENTATION EN EAU POTABLE AEP Le sch ma d partemental de r f rence pour l alimentation en eau potable a l horizon 2015 approuv le 13 d cembre 2005 a valu par zone l ad quation entre les besoins et les ressources a partir d une part des donn es de ressource en tiage et d autre part des besoins journaliers moyens de la semaine de pointe Dans le cadre de ce sch ma des sc narios pour r pondre aux deficits previsibles a Phorizon 2015 ont t pr sent s Ainsi pour le nord montpelli rain et la moyenne vall e de l H rault et selon diff rents sc narios de r partition de la ressource ce sont des d bits de l ordre de 100 400 I s qui pourraient tre demand s a la source des Cent Fonts En vue d tre int gr aux simulations effectu es par le BRGM au travers des modeles TEMPO et MATLAB les caract ristiques de la chronique de pr l vement pour Palimentation en eau potable a partir des Cent Fonts ont t definies par le Con
204. faunistique exogene r guli re qui proviendrait des infiltrations de la Bu ges 144 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Le nombre d organismes stygobies extraits du massif karstique lors du pompage en t 2005 serait pres de deux fois le nombre d individus extraits de mani re naturelle du karst en p riode d eaux moyennes Cependant en toute relativit il est n cessaire de garder a l esprit qu un syst me karstique en conditions naturelles de l ensemble des crues d un cycle hydrologique vacue plusieurs millions d individus par ann e De plus l inventaire effectu a permis de collecter plus d organismes en conditions post pompage que pr pompage ceci semble donc indiquer que le pompage n aurait pas eu un impact notable sur les communaut s stygobies M me si un pompage peut au premier abord s apparenter un processus naturel de d rive faunistique lors d une crue il s agit en fait de deux m canismes diff rents Une crue naturelle provoque un ph nom ne de chasse et une expulsion parfois massive d organismes r sultant d un lessivage du massif et de remont e de niveaux d eau dans les conduits karstiques Une crue vacue un volume important et des vitesses au niveau du drain principal plus importantes que les vitesses de l eau provoqu es par un pompage au niveau d un drain karstique Les communaut s
205. fficient de d termination 0 995 SCR 592088 265 Param tres du mod le Param tres Valeur Ecart type 0 2 4 6 8 pr1 82 103 294 322 Difference pr2 268 174 380 519 IH CF m NGF H Herault m NGF pr3 123 754 118 457 pr4 43 093 10 646 Predictions et r sidus rw pn R sidus Individus Poids x Y Y Mod le R sidus sauna centr s r duits nd1 1 0 010 10 000 84 772 74 772 0 238 nd2 1 0 909 280 000 255 923 24 077 0 077 nd3 1 1 066 300 000 279 572 20 428 0 065 nd4 1 1 081 348 000 281 860 66 140 0 211 nd5 1 1 500 345 000 351 356 6 356 0 020 nd6 1 2 160 590 000 518 249 71 751 0 228 nd7 1 4 737 2600 000 3155 206 555 206 1 767 nd8 1 5 471 5000 000 4903 219 96 781 0 308 nd9 1 5 680 6000 000 5509 543 490 457 1 561 nd10 1 7 092 11000 000 11133 300 133 300 0 424 BRGM RP 54865 FR Rapport final 179 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Relation utilis e pour estimer le niveau de PHerault a partir du debit des Cent Fonts R sum pour la variable d pendante Ecart type 1 033 SCR 0 014 H H rault 76 28 80 H H rault m NGF Observations et mod le ajust 0 023 Nbre Variable Y de valeurs Moyenne H H rault 10 77 042 R sum pour les variables quantitatives Variable X Moyenne Ecart type Q Cent Fonts 2647 3 3642 9 R sultats pour le mod le ajust Mod le Rz pr1 pr2 X141 pr3 X142 pr4 X143 76 3 3
206. ge 0 jour ce qui traduit uniquement le fait que le systeme des Cent Fonts est toujours aliment par un flux d eau en provenance des pertes de la Bu ges Mod le et observations R2 0 978 Nash 0 9524 trie m NGF r ezome Pi 01 09 00 01 09 01 01 09 02 01 09 03 31 08 04 31 08 05 Mod le Pi zom trie mesur e Illustration 31 Comparaison de la pi zom trie mod lis e la pi zom trie mesur e aux Cent Fonts pas de temps journalier 98 de la variance totale expliqu e crit re de Nash 0 95 BRGM RP 54865 FR Rapport final 65 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource b Contribution relative des composantes du modele Nous pr sentons Illustration 32 l volution temporelle des contributions relatives des diff rentes composantes du mod le La composante de la recharge par les pluies efficaces n intervient que lors des pisodes de crue majeurs et semble engendrer tout au plus une variation d environ 0 5 m du niveau pi zom trique du drain karstique au niveau de l exutoire des Cent Fonts Lors de l pisode de crue du 9 septembre 2005 la composante de la recharge par les pluies efficaces ne provoque qu une variation relative de 0 2 m environ sur les 5 m observ s lorsque les sources se sont remises couler cote 76 9 m NGF la charge hydraulique dans le drain karstique a rapidement augment pour atteindre un maxim
207. gnent galement l importance de la zone hyporheique et des syst mes poreux de fond de vall e pour l estimation de la biodiversit stygobie Ce r sultat est conforme aux tudes r centes men es dans 10 Communaut vivant sur le fond des cours d eau caract ristique des eaux de surface 136 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource divers pays europ ens pour l valuation de la biodiversit des communaut s stygobies en r gion karstique Programme de recherches PASCALIS Gibert 2001 La comparaison des r coltes pr et post pompage Tableau 24 montre un plus grand nombre d esp ces collect es apr s Ce premier constat souligne l influence forte de la saisonnalite et du d bit tiage exceptionnel sur les inventaires le pompage ne pouvant aucunement justifier cet enrichissement Quatre esp ces seulement r colt es avant le pompage n ont pas t retrouv es lors du second inventaire Moitessieria n sp 1 Stenasellus buili Salentinella delamarei et Proasellus cavaticus les deux derni res esp ces n tant pas des formes end miques D autre part Moitessieria n sp 1 a t r colt e plus tard lors du suivi de crue de janvier 2006 La forte abondance relative des crustac s Niphargus virei et Faucheria faucheri provient des chantillonnages avec app ts balances dans la cavit Tablea
208. ible de statuer d finitivement sur la survie de la faune dans cette zone sous de telles contraintes et sur une dur e aussi longue On sait que certaines esp ces comme Niphargus virei sont capables de construire des terriers Ginet 1960 dans lesquels ils s enferment pour r sister la dessiccation mais cet exemple est loin d tre une g n ralit et il n est certainement pas applicable aux formes plus interstitielles les genres Microcharon Pseudectinosoma Proasellus ingolftella Clamousella Si la structure du massif menage des poches de survie qui se deconnectent puis se reconnectent au r seau principal lors de la remise en charge du massif comme dans le cas du Baget il devrait y avoir une recolonisation ulterieure Dans le cas contraire les populations du massif courent un risque de disparition Les prelevements post pompage fournissent quelques l ments de r fiexion mais seuls des suivis de crue long terme pourraient apporter une r ponse d finitive ce second aspect du probl me 1 8 RECOMMANDATIONS PERSPECTIVES Les essais de pompage ont provoqu une mission d organismes qui correspondrait au double de celle observ e hors crue dans la litt rature Rouch ef al 1968 L examen exhaustif du double chantillonnage permettrait d valuer la variabilit de ces r sultats L inventaire a permis de r colter plus d organismes en conditions post pompage que pr pompage ce qui semble indiquer qu il n y aurait pas d
209. ica Tome 2 Creuz des Ch telliers M Turquin M J Gibert J 1991 Les aquif res des systemes biologiques Hydrog ologie 3 163 185 Culver D C Sket B 2000 Hotspots of subterranean biodiversity in caves and wells Journal of Cave and Karst Studies 62 11 17 Danielopol D L Pospisil P 2001 Hidden biodiversity in the groundwater of the Danube floodplain National Park Austria Biodiversity and Conservation 10 1711 1721 Danielopol D L Gibert J Griebler C Gunatilaka A Hahn H J Messana J Notenboom J Sket B 2004 Incorporating ecological perspectives in European groundwater management policy Environmental Conservation 31 3 185 189 Dole Olivier M J Marmonier P 1992 Patch distribution of interstitial communities prevailing factors Freshwater Biology 27 177 191 Dole Olivier M J Marmonier P 1992 Effects of spates on interstitial assemblages structure Disturbance perturbation relationship rate of recovery Hydrobiologia 230 49 61 Dole Olivier M J Malard F Ferreira D amp Gibert J 2005 Biodiversit dans les eaux souterraines Groundwater Biodiversity La Houille Blanche n 3 2005 39 44 Ferreira D 2005 Biodiversit aquatique souterraine de France base de donn es patrons de distribution et implications en termes de conservation These de doctorat Universit Lyon 1 441p Ferreira D Malard F Dole Olivier MJ Gibert J Obligate groundwater fauna of France
210. ifi6s et abondants r v le de mani re certaine une contamination rapide par les eaux de surface Si cette contamination peut avoir un impact facilement maitrisable sur la qualit de l eau de consommation traitement filtrage elle entrainera n anmoins dans une partie localis e du massif au sein du conduit karstique et dans son environnement immediat hormis des organismes des bact ries de la mati re organique et des nutriments qui seront susceptibles de modifier l quilibre biologique de l cosyst me Cette contamination serait localis e entre le point d entr e des eaux de surface et le point de pompage Les effets cologiques de cette contamination ne sont n anmoins pas mesurables sur le court terme 7 6 3 Exondation du massif Les pompages peuvent galement provoquer un autre type d impact non mesurable de mani re directe correspondant lors du rabattement du niveau piezometrique Pexondation des sediments meubles concern s par la zone d influence du pompage La d pression pi zom trique provoqu e par le pompage est d une extension locale elle est plus importante au niveau longitudinal du drain karstique majeur et plus r duite au niveau lat ral comme l attestent les suivis pi zom triques au sein du bassin d alimentation II n est actuellement pas possible de statuer d finitivement sur la survie de la faune dans de telles conditions d exondation et sur une dur e aussi longue On sait que certaines esp ce
211. ilience des communaut s et le maintien des esp ces end miques du syst me karstique des Cent Fonts Les r sultats du suivi hydrobiologique semblent indiquer que les essais de pompage n auraient pas eu un impact notable sur la communaut de stygobies L impact des pompages peut tre temporaire sans que la p rennit de cette faune soit menac e sur l ensemble du syst me qui est compartiment La faible turbidit des eaux constat e au cours des essais de pompage aux Cent Fonts laisse penser que peu de refuges avec des s diments renfermant de la faune n a t impact par le pompage exp rimental Une confirmation de ces r sultats n cessiterait de mener des suivis de crue sur du long terme en privil giant les mont es de crues afin de pouvoir d terminer si la structure du syst me karstique a m nag des refuges permettant d assurer la r silience des communaut s et le maintien des esp ces end miques qui font la richesse de ce massif BRGM RP 54865 FR Rapport final 145 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource 8 3 PERSPECTIVES EN TERME D EXPLOITABILITE DU SYSTEME KARSTIQUE DES CENT FONTS L exploitabilit du syst me karstique des Cent Fonts est fonction du d bit restituer au fleuve H rault et des contraintes hydrog ologiques li s l ouvrage utilis le forage actuel ou par exemple un nouvel ouvrage de 30 m plus profond et des conditions hydrologiques le
212. imulink le rayon d action peut atteindre quelques 340 m pour une dur e de sollicitation par pompage d environ 90 jours a un d bit de 400 l s Cette sollicitation limit e ainsi que l volution du rabattement en fonction du d bit laisseraient supposer l existence d un milieu fissur et ou de syst mes annexes au drainage Quel est le d veloppement de ce milieu en profondeur et ou l Ouest d un axe virtuel de drainage entre la source et les pertes de la Bu ges Des indices de d veloppement de karstification pal osurfaces volution de la position du lit du fleuve H rault ainsi que des donn es d un forage plus profond permettraient d avoir des indices suppl mentaires concernant la g om trie du r seau mais sans pour autant d terminer une g om trie r elle 8 2 IMPACTS D UN POMPAGE SUR LA FAUNE STYGOBIE Le suivi hydrobiologique de la faune stygobie effectu par l UMR CNRS 5023 Ecologie de Hydrosyst mes Fluviaux de l Universit Claude Bernard Lyon a permis de confirmer la diversit faunistique locale avec un total de 35 esp ces stygobies recense dont 18 nouvelles especes appartenant essentiellement au groupe des amphipodes des ostracodes et des mollusques La pr sence de faunes non stygobies permet de confirmer linfiltration de l H rault a partir du moment o les sources tarissent Aucune faune planctonique ou de larves d insectes n a t d termin e pouvant attester de Tinfluence d une source
213. ination taxonomique des chantillons a t effectu e apr s classement des organismes pr sents par groupe taxonomique sous microscope st r oscopique Le tri entre faune stygobie et non stygobie a t r alis La d termination l esp ce a t effectu e pour les organismes stygobies ainsi que pour d autres groupes ne pr sentant pas de stygomorphie vidente tels que les crustac s Cyclopoides Harpacticoides Ostracodes ainsi que les Mollusques Pour les groupes non stygobies ne pr sentant pas d int r t pour l tude le d nombrement n a pas t effectu leur abondance a t valu e de mani re qualitative selon 4 classes BRGM RP 54865 FR Rapport final 131 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Tableau 21 Suivi de l impact du pompage sur les communaut s de la faune cavernicole des Cent Fonts protocole conventionnel avec le BRGM et le CG34 nventaire faunistique du massif Evaluation de la v rification des QUESTION filet surber d rive faunistique R filtrages d eau de Filtrages source nventaire sources Inventaire grotte pompage en crue TOTAL 20 chantillons Tableau 22 Chronologie de Fechantillonnage de la faune stygobie du massif des Cent Fonts essais par lt lt pompages de longue dur e Suivi de crue paliers m i A Al 181 1201 1221 1241 126
214. ins constitue le d bit total naturel de la source des Cent Fonts appel Qcr Ce d bit peut tre simul au moyen du mod le Tempo et constituer ainsi une entr e du modele hydrodynamique b Tarage du debit de la source Dans le precedent modele le debit resultant a chaque pas de temps de la difference entre les volumes d eau entrant et sortant des drains karstiques tait consid r comme le d bit de d bordement du systeme et assimil au debit de la source des Cent Fonts en cours de pompage Dans la r alit le drain karstique possede un rayon fini qui limite le d bit de sortie du syst me par la source Le d bit de la source est en r alit une fonction du niveau d eau dans le drain karstique par rapport au niveau de base que constitue le niveau de la rivi re H rault D s lors la courbe de tarage de la source exprim e en fonction de la diff rence de niveau entre le drain et l H rault a t implementee au sein du mod le La courbe de tarage telle que d termin e par ailleurs annexe 3 et introduite dans le modele est la suivante 82 103 268 174 H 123 754 H H 43 093 H H Avec Ha niveau d eau dans le drain H niveau d eau de l H rault et Qyource d bit de la source l s Le niveau dans l H rault H est calcul sur base d une relation tablie entre H et le debit naturel des Cent Fonts Qtr annexe 3 76 3 3 133 10 Qop 1 53110 07 1 20210 2 O3 58 BRGM RP 54865
215. ion de sc narios de gestion de la ressource Le suivi de crue a permis de r colter 15 especes soit quatre de plus que lors de P chantillonnage des sources et de la cavit Le nombre d esp ces r colt es en p riode post pompage s l ve donc 24 sur un total de 44 esp ces recens es On a donc retrouv seulement un peu plus de la moiti des esp ces recens es L obtention de donn es quantitatives densit s de d rive n a pas t possible car les d bits filtr s lors de la crue n ont pas pu tre enregistr s 1 7 DISCUSSION INTERPRETATION 1 7 1 Crue pompage ou d rive naturelle des organismes versus d rive artificielle D rive artificielle li e aux pompages Le filtrage des eaux d exhaure a permis d estimer que l aspiration d eau par la pompe a extrait 87600 organismes stygobies du massif Ce r sultat est a priori plus faible que ce qui tait attendu Il est mettre en relation avec la position de la pompe et la faible turbidite des eaux d exhaure la pompe tant situ e dans le point le plus bas possible du drain karstique majeur intercept par le forage Les organismes qui colonisent les eaux souterraines vivent en majorit au contact du s diment que ce soit sa surface esp ces benthiques ou l int rieur esp ces interstitielles et thigmotactiques elles sont plus rarement planctoniques et sont donc naturellement assez rares en eau libre En dehors des p riodes de crue les massifs karstiques e
216. ique la plupart des stygobies sont des esp ces vuln rables et distribution g ographique tr s r duite le ph nom ne tant accentu dans les r gions m ridionales et p rim diterran ennes 7 4 PROTOCOLE DE SUIVI ET METHODOLOGIE DES PRELEVEMENTS ET DES INVENTAIRES Le protocole de suivi de la faune stygobie comprend quatre phases principales avec un inventaire de la faune des sources et des cavit s p n trables et un inventaire de la faune hyporh ique de l H rault organismes colonisant le sous coulement des cours d eau 1 Un inventaire faunistique du massif avant pompage a t r alis les 18 et 19 juillet 2005 tiage s v re L chantillonnage de la zone hyporh ique de l H rault a t effectu le 19 Juillet alors que le cours d eau tait en tiage Cette p riode est normalement tr s propice la r colte des esp ces stygobies vivant dans la zone hyporh ique Marmonier et Dole 1986 Dole Olivier et Marmonier 1992 2 Une valuation qualitative et quantitative de la faune extraite du massif a t r alis e en parall le avec le protocole de pompage propos par le BRGM du 27 07 au 30 09 2005 Tableau 21 et Tableau 22 1 chantillon lors de chaque essai par palier soit un 200 I s un 300 l s un 500 l s et un a 400 l s Les pr l vements sont collect s par sous echantillonnage d un d bit de 4 5 l s filtrage pratiquement ininterompu des eaux issues du pompage en conti
217. ire et une r duction importante de la surface et du volume des habitats n cessaires au d veloppement normal des organismes Ce ph nom ne rev t une importance particuli re dans ce type d cosyst me en raison des caract ristiques particuli res des communaut s stygobies r sum e ci apr s faible densit cycles de d veloppement longs capacit s de dispersion r duites BRGM RP 54865 FR Rapport final 141 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource taux d end misme lev Des suivis de crue a long terme permettraient de savoir si la structure du karst a menage des refuges suffisamment efficaces pour assurer la r silience des communaut s et le maintien des esp ces rares et end miques qui font la richesse de ce massif 142 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource 8 Conclusions et perspectives 8 1 ETAT DE LA CONNAISSANCE DU SYSTEME KARSTIQUE DES CENT FONTS L tat de la connaissance du systeme karstique des Cent Fonts sur la base des r sultats des tudes menees ant rieurement aux pompages d essai et de l interpr tation des pompages d essai a l aide de deux approches de mod lisation num rique et des outils hydrochimiques est synth tis dans les paragraphes suivants Le systeme karstique des Cent Fonts est un syst me binaire alimente d une part par les perte
218. iron 7 5 3 Inventaire comparatif PRE POST pompage L inventaire effectu avant et apres les pompages concerne d une part un inventaire au niveau des sources et de la cavite avant pompage et d autre part un inventaire apres pompage au niveau de ces m mes points et un suivi de crue post pompage a Inventaire au niveau des sources et de la cavit avant et apr s pompage Remarque Il a t difficile dans le cadre de ce contrat tabli sur une dur e limit e de s lectionner des p riodes d chantillonnage similaires pour comparer les deux inventaires pre et post pompage Ainsi sources et cavit ont t chantillonn es dans des conditions hydrologiques qui ne sont pas comparables la p riode ant rieure aux pompages correspondant a un tiage prononc fr quence de retour 30 ans environ et la p riode post pompage tant plus favorable a la collecte des stygobies L ensemble des esp ces r colt es au cours de ces campagnes d chantillonnage ne se retrouve pas en totalit dans l inventaire des sources et de la cavit 34 esp ces dans l inventaire sur un total de 43 soulignant le r le compl mentaire des suivis de crue Les r sultats apport s par l chantillonnage de la faune hyporh ique montrent que de nombreuses esp ces sont communes au massif proprement dit et au milieu souterrain poreux qui accompagne le cours d eau traduisant de tr s fortes connections entre les deux sous syst mes Ils souli
219. it des eaux en p riodes de crue n a jamais d pass la valeur de 38 NTU Illustration 36 La piezometrie modelisee par le mod le en septembre 2005 apparait inf rieure a la piezometrie mesur e Ce r sultat semble donc indiquer pour un debit donn que les pertes de charges rabattement sont plus faibles apr s la crue qu avant la crue De la m me fa on pour une perte de charge donn e rabattement le d bit sollicit apr s la crue est sup rieur au d bit sollicit avant la crue Les propri t s hydrodynamiques du systeme au voisinage du forage semblent donc avoir change suite aux crues de septembre 2005 Ce phenomene n a pas pu tre pris en compte de maniere explicite par le mod le car il n avait jamais t mesur auparavant La non prise en compte de ce phenomene par le modele de transfert pourrait expliquer le fait que les rabattements simul s pour les essais de pompage de fin septembre soient plus importants que ceux qui ont t observ s car le mod le ne peut int grer la modification des propri t s hydrodynamiques du milieu au voisinage du forage Nous signalons que depuis septembre 2005 lors des crues la turbidit a d pass a plusieurs reprises la valeur de 40 NTU la valeur de la turbidit r ellement atteinte lors de ces crues n est pas connue car la valeur de 40 NTU constitue la valeur de saturation du capteur de mesure Il conviendrait a l avenir d tudier de mani re detaillee le fonctionnement
220. iversit stygobie Ce r sultat est conforme aux tudes r centes men es dans divers pays europ ens pour l valuation de la biodiversit des communaut s stygobies en r gion karstique Programme de recherches PASCALIS Gibert 2001 Comme soulign au 1 6 1 la zone hyporh ique abrite aussi des esp ces propres interstitielles dont ostracode Pseudocandona zschokkei signal dans les aquif res du Rh ne et du Rhin Ce milieu souterrain particulier n est jamais pris en compte dans les inventaires de type ZNIEFF Tableau 6 Comparaison des inventaires effectu s avant et apr s les pompages exp rimentaux dans les sources et la cavit donn es cumul es de tous les chantillons r colt s pr sent es en abondance et en abondance relative APR S 16 46 100 abondance relative AVANT 13 04 100 100 o b 8 E o o pe o e x 2 m s Po C 8 8 z o x sikib 8 s 3 s E O Q 2 a gt x 322 1 1 i 15 i 9 98 115 Faucheria faucheri Microcharon doueti abondance totale Niphargus laisi Niphargus gallicus Niphargus pachypus Niphargus virei Niphargus kochianus kochianus Bythinella n sp Heraultiella exilis Bythiospeum bourguignati 2 3 2 O o o o o o x Salentinella indet Ingolfiella thibaudi Nitocrella omega Schellencandona cf simililampadis Cryptocandona
221. jours en moyenne la contribution de la recharge d termin e par la m thode r sultats pr sent en annexe 1 devient tr s faible lt 30 l s Le temps de transit moyen de la composante lente pris dans sa globalit barycentre de la r ponse impulsionnelle est de 91 jours ce qui permet de souligner la nature inertielle de ce systeme karstique La vidange est caract ris e par un coefficient de tarissement de 0 003 j valeur comparable au coefficient de tarissement moyen 0 0037 j 0 0004 d duit de Panalyse des courbes de recession de la source des Cent Fonts cf Annexe 1 Seuil de pluie efficace Omega mm 200 180 160 140 120 100 01 09 01 20 03 02 06 10 02 24 04 03 10 11 03 28 05 04 14 12 04 02 07 05 Omega Pluie Illustration 8 Evolution du seuil de pluie efficace Om ga et de la pluviom trie BRGM RP 54865 FR Rapport final 35 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Modele et observations R2 0 854 Nash 0 7562 1 9 2000 7 4 2002 11 11 2003 17 6 2005 Observation Modele Illustration 9 Comparaison du debit modelise au debit mesure a la source des Cent Fonts 85 de la variance totale expliqu e critere de Nash 0 76 0 24 0 19 0 14 Omega Pluie 0 09 Omega ETP 18 34293 0 04 0 01 D calage en jour Illustration 10 R
222. kil 2892 Slt coe 8082 SBAL 192 02 ZC 6621 16 8 LA 5340931 snpiapu p suquuou SSIGODALS NON 27000 8ct 0 992010 26200 00 962010 929900 29000 besoo Z9600 9000 5099 0 GWwypul ap sysusg 9011922 7 169 282 HZBEL 012 02 S 9E0L 819201 89201 2169 2861 8967 8012 cw ayy anbuosy stun oA ral 96 96 tbl cL 2 Bb Bb ez 22 v r 09 09 r sa auy uaap 222 ve LP E lr 69 69 85 oe BLL 5340931 SNPINPUIP JQUIOU S3I80941S T o gt mw 8 0029026 0021921 00125 1 006 6FL DOSSLZL OOTPSE OOPELS 006 6 00612 0026 009 5 8 081 salqoBAjs uoU 00918 00598 0089 00709 00895 0008P O006 000 00Z1 00621 Sle saigobfis 1931 gap ne s snie s eynsa1 s p nuna zpoze 2192 1251 6965 S8LZL 2958 5 BE6 6lZE 16 2 s lqob amp s uou 918 598 969 09 egs 6c OZE 202 611 s lqo5 is s n q sye ins i s p inumn 36 2892 5 2 b9 8082 Sl OCZ 220 46 r 0 s lqo5 s uou LL 122 E 5 ca Lp 69 85 cel 611 0 0 s lqob s S2 0931 SNPIAIPUI P 31quou r r y r r y r y r r r 5 S SA mu q p 00 00 00 OOF 00t 00 00 oor 005 00 002 5 1231 q p nunuo ue sabediwod sjaied sed siess3 06 v6 d S v 29 vw os vs or vr Loc Los L ee ve uoinusuo u abeduod np sisiyed Jed siess s p suo Jisseuu np sex snpiAIpuip quiou np mun p NEIGE L
223. l P 1993 Atlas pr liminaire des crustac s D capodes d eau douce de France Publication MNHN Paris 56p BRGM RP 54865 FR Rapport final 265 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Annexe 1 s y SUO UByo3 j s a L KJ s ELLE Ed ee S Vq ss 5 un anes ey Sup resp qon qissodun ona ee ee or x 1 Terr ANLLNOS T TO asvaoq 6 x A x T ZSos 0s 5enmi rusuopuB ns HT OA sp T q z mpluer soyene uzi s0z nouf n d ym y 2 Ua 20600 v l x Ef NS si 007 ii sf ss Z x 0 109 s vdiyod L x 7 T T T NS oorcet ro oo NNILNO9 C sososusil s l Jovawod ef 41 sos v l oros ars yor sis u SOS AI iri uk kak ss Sven tt O AA ara s s osonro 09 9100 x loma l Noo RR uccosmp sg s gt 29vaWo4 2 7 7 77 oar eo ue s qe ir 2 57008 uk 0000021 suara eso ses one ue s s vanod x RR emphepsro ee s zoz vj e E 9po48 Jene mes 1J ne1 H oreyuod y esejyustugjddns Ju uu A id ben p 1q p UPL ULL GO 20 6L 3 1 P stoyinusuo
224. la 0 02 recharge 0 01 i 0 00 0 50 100 150 200 250 300 D calage j RII lente R I rapide Illustration 7 Calcul des hydrogrammes unitaires normalis s reponses impulsionnelles de la source des Cent Fonts r ponses impulsionnelles globales du syst me Les r sultats de la mod lisation sont pr sent s sur l Illustration 9 Le mod le permet de reproduire fid lement les volutions observ es lors des tiages les pics de crues et le tarissement sont globalement assez bien reproduits Le mod le permet d expliquer 85 de la variance totale observ e ce qui constitue un bon r sultat crit re de Nash 0 76 La r ponse impulsionnelle rapide de la recharge Illustration 7 montre un maximum tr s prononc le 2 jour la r ponse impulsionnelle lente de la recharge d cro t progressivement jusqu ce que le d calage atteigne 40 jours environ Apr s cette date 40 jours la recharge par les pluies efficaces devient n gligeable Le temps de fin d infiltration 35 jours est compatible avec le temps moyen de fin d infiltration 57 jours 13 j cf Annexe 1 d termin par l analyse des 8 courbes de recession p riode 1998 2005 Rappelons que lorsque que le d calage atteint 40 45 5 Surface du bassin d alimentation utilis e par le mod le 59 8 km 34 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource
225. le mod le Tempo Pi zom trie calcul e par le mod le num rique Mathlab Simulink Illustration 55 Evolution temporelle de la pi zom trie calcul e par les mod les en contexte hydrologique lt M dian gt Sc nario Qr serv 200 l s Qbase AEP 100 Vs L volution des donn es d entrees et du debit residuel des Cent Fonts est galement report e BRGM RP 54865 FR Rapport final 101 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Crit re de d bit r serv 200 Run3 baseAEP 100 Contexte hydrologique 10 ans Sec ABE kub L 50 100 2 q 00 E 5 gt 150 3 200 L 250 1 janv 2 mars 1 mai 30 juin 29 ao t 28 oct 27 dec naturel sans pompage Q r siduel Qr serv x Q r siduel Pluie 450 J 0100 350 90 250 80 6 zZ Z 150 70 E 2 50 60 N 50 50 2 e 150 40 250 T T r r r 30 j janv 2 mars 1 mai 30 juin 29 ao t 28 oct 27 dec Debit AEP Alimentation en Eau Potable sollicitation karst D bit de pompage suppl mentaire pour satisfaire la condition de d bit r serv Qr D bit total de pompage Pi zom trie calcul e par le mod le Tempo Pi zom trie calcul e par le mod le num rique Mathlab Simulink Illust
226. licitation pompage d essais l aide de deux types de mod les en consid rant 30 cycles hydrologiques diff rents couvrant la p riode de simulation 2006 2016 Les p riodes hydrologiques de ces 30 ann es ont t caract ris es en utilisant un processus stochastique faisant intervenir 500 tirages al atoires de pluies et d ETP partir des chroniques s talant de 1995 a 2005 au sein d un mod le lt pluies d bits gt Les chroniques de d bits ont t analys es en terme de probabilit d occurrence un mod le de transfert pluies d bit BRGM RP 54865 FR Rapport final 19 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource ii Evaluer l aptitude du syst me lt forage d exploitation aquif re gt vis a vis de l exploitabilit de la ressource en eau iii Evaluer l impact environnemental des pompages d essai r alis s l t 2005 sur la faune stygobie du syst me karstique Etude r alis e par l universit de Lyon rapport complet en annexe Ce rapport pr sente dans le chapitre 2 les sc narios d exploitation du syst me karstiques sur la base des besoins en eau dans le secteur de la moyenne vall e de l H rault d termin s par la Direction de l Eau et des milieux Aquatiques service Ressource et Eau potable du D partement Eau Pole Environnement Eau Cadre de vie et Am nagement Rural du Conseil G n ral de l H raut et selon diverses hypoth ses de d
227. lors des semaines de pointe d bit de pompage maximum et a r server un d bit de 200 l s au fleuve H rault appara t r alisable avec un ouvrage n cessitant d tre approfondi de 30 m par s curit pour les cycles hydrologiques de probabilit d occurrence 30 ans sec voire sup rieure Le volume annuel pomp serait ainsi de 5 3 millions de m dont 3 7 millions pour l AEP pour un d bit r serv restituer l H rault identique Qr 200 l s le d bit de base exploit pour AEP pourrait atteindre 125 l s soit 250 l s en p riodes de pointe en t pour les cycles hydrologiques de probabilit d occurrence inf rieure ou gale a 20 ans sec d bit de pompage maximum 450 I s Pour un d bit r serv restituer au fleuve H rault de 250 l s le d bit d exploitation pour l alimentation en eau potable ne pourrait exc der 100 l s 200 l s en semaine de pointe si la probabilit d occurrence du contexte hydrologique est sup rieure 30 ans sec les sc narios qui conduiraient pomper plus de 550 l s d bit de pompage maximum lors des semaines de pointe n apparaissent pas r alisable quels que soient les contextes hydrologiques consid r s Dans l hypoth se o le syst me karstique des Cent Fonts venait tre exploit dans le futur il conviendra de r actualiser les mod les utilis s dans la pr sente tude en prenant en consid ration les r sultats obtenus en exploitation En effet les
228. lors compar s a ceux mesur s dans le forage de pompage CF F3 et dans le forage de reconnaissance F2 b Hydraulique du r servoir blocs e Fonctionnalit s Ce r servoir correspond aux blocs poreux et ou fissur s et ou aux systemes annexes au drainage SAD situ s entre les drains du r seau karstique Ceux ci alimentent le drain karstique selon une relation d pendant de la diff rence de charge hydraulique qui regne entre blocs et drains Le r le de ce r servoir est de calculer la sollicitation des blocs par le drain en p riode de pompage suite au rabattement induit dans le drain karstique ou a l inverse la contribution du drain aux blocs en p riode de remont e par exemple Ce r servoir a t tr s peu modifi par rapport a la version initiale e Description math matique 25 Sbassin __ E Hb Blocs Qsol 0 dH ui 4 dt S pas sin avec H niveau d eau dans les blocs m Sbassin surface du bassin d alimentation m Qsa debit de sollicitation des blocs par le drain m h porosit efficace moyenne des blocs sans dimension est calcul au moyen de la relation analytique de la tranch e drainante impl ment e en superposition comme dans le mod le initial 62 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Outre les parametres d pendant de la solution analytique employ e pour le calcul du d bit
229. m me question et pour des raisons techniques le niveau de d termination varie d un groupe taxonomique l autre Annexe 3 Le d nombrement des groupes non stygobies larves d insectes ne pr sentant pas d int r t n a pas t r alis Leur abondance a t valu e en 4 classes rare 1 individu commun 1 10 individus abondant 10 100 individus tres abondant gt 100 individus Remarque ces donn es ne sont exploitables que gualitativement car les techniques d echantillonnage instantan ne foumissent en aucun cas une valuation fiable de la densit d organismes ou de la taille des populations vivant dans le massif Seule abondance relative qui permet de mettre en vidence la dominance ou la raret de certaines formes peut tre prise en compte Pour ce qui conceme le filtrage des eaux d exhaure on cherche d une part quantifier la faune stygobie extraite du massif d autre part identifier une eventuelle contamination par les eaux de surface On rencontre donc les m mes exigences pour l identification des groupes des Cyclopoides Harpacticoides Ostracodes et Mollusques obligeant 4 un examen de tous les individus La nature de la contamination faune hyporh ique benthique ou planctonique pourra tre pr cis e partir de ces groupes et des groupes entierement stygoxenes 1 6 RESULTATS 1 6 1 Inventaire general des especes stygobies recoltees aux Cent Fonts Un total de 36 esp ces stygobies a
230. matiques utilis es dans la simulation sont les suivantes Variable climatique ETP Montpellier Fr jorques donn es M t o France L loignement du site consid r n est pas pr judiciable dans l approche de mod lisation utilis e car seules les variations relatives sont prises en compte dans les calculs les variables d entr es sont dites lt centr es r duites gt variable pluie Pluie Aniane St Martin de Londres St Maurice Navacelle Caylar donn es M t o France La premi re analyse a consist a d terminer quels sont les sites pluviom triques qui permettent d expliquer au mieux la variance des d bits Cette analyse a t men e a l aide de l option pond ration des chroniques de pluie de Tempo qui consiste a tablir le corr logramme crois lt pluie d bit gt a partir d une optimisation d une combinaison lin aire des poids associ s a chaque chronique de pluie La chronique de pluie utilis e pour la r actualisation des r sultats de mod lisation est l g rement diff rente de celle pr c demment obtenue Ladouche et D rfliger 2004 Pluie_BV 0 17 Aniane 0 25 St Martin de Londres 0 50 St Maurice Navacelle 0 08 Caylar Param tres du mod le L option lt mod le param trique gt de Tempo a t utilis e afin de bien contraindre les d bits d tiage des Cent Fonts Dans l approche param trique utilis e la recharge par les pr cipitations est d crite par une r ponse i
231. mbel Illustration 13 G n rateur de pluie du mod le Cent Fonts represention de la loi de probabilit marginale loi empirique et des lois Log Normale et Gumbel de la chronique de pluie de Fimpluvium karstique des Cent Fonts 0 20 0 15 0 10 0 05 0 00 Distribution mensuelle m Pluviometrie observ e z Pluviometrie simul e Illustration 14 G n rateur de pluie du mod le Cent Fonts histogramme de la distribution mensuelle de la pluie d duit des observations et de la simulation BRGM RP 54865 FR Rapport final 41 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource 1 0 0 8 0 6 0 4 0 2 0 0 0 1 2 3 4 Corr logramme de la pluie observ e et simul e D calage en jour Corr logramme observe Corr logramme simul Illustration 15 G n rateur de pluie du mod le Cent Fonts corr logramme de la pluie d duit 42 des observations et des simulations Lambda j Moments en fonction de l ordre 2 0 1 0 0 0 1 2 3 ordre Exposant Lambda j observ Exposant Lambda j simul Illustration 16 Generateur de pluie du modele Cent Fonts repr sentation des moments en fonction de l ordre obtenus a partir des observations et des simulations BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de s
232. ment vers une tranch e Ces deux modeles sont pr sent s ci dessous 3 1 DEMARCHE METHODOLOGIQUE DE MODELISATION A L AIDE DU LOGICIEL TEMPO Nous avons vu pr c demment que m thodologique mise en uvre pour tudier diff rents sc narios de gestion de la ressource en eau des Cent Fonts repose sur la connaissance du d bit naturel des Cent Fonts et donc de mani re indirecte sur la connaissance de la recharge par les pluies efficaces et par le d bit des pertes de la Bu ges Dans la phase pr liminaire au pompage d essai de 2005 une nouvelle approche de mod lisation a l aide de l outil Tempo a t mise en uvre Ladouche et D rfliger 2004 BRGM RP 53595 FR afin d tudier et de mod liser le comportement hydrologique du syst me karstique des Cent Fonts dans diff rents contextes hydroclimatiques Nous rappelons ci apr s de mani re tr s succincte le principe g n ral de cette approche de mod lisation puis nous d crirons plus en d tail ce qui a t mis en uvre dans le cadre de la pr sente tude 3 1 1 Principe g n ral de l approche de mod lisation Tempo Dans le but d am liorer la connaissance du fonctionnement hydrog ologique du syst me karstique des Cent Fonts une mod lisation pluie d bit a t r alis e dans la phase pr c dente du projet Ladouche et al 2002 Ladouche et D rfliger 2004 a l aide d un mod le global dit lt bo te noire gt logiciel TEMPO d velopp
233. ments k dt correspondant 1 2 8 16 et 32 jours Elle a pour but de structurer la mani re dont les hauteurs de pluie varient sur des segments de temps de longueur variable La notion de moment appliqu e aux s ries temporelles peut tre rapproch e des moments associ s aux variables al atoires le premier moment est la moyenne le second moment centr est caract ristique de la dispersion variance et permet la structuration des hauteurs de pluie sur diff rentes p riode de temps le troisi me moment est caract ristique de l asym trie de la loi de probabilit associ e a la variable al atoire la saisonnalit des pluies doit tre reproduite cf Illustration 14 la variabilit de la pluie annuelle cumul e si les p riodes d observation et de simulation couvrent chacune au moins 5 ann es Dans notre tude la p riode d observation couvre 10 ans 1995 2005 la p riode de simulation couvre galement 10 ans 2006 2016 D autre part la simulation de la variabilit inter annuelle des pluies ne peut tre r alis e que si les p riodes d observation et de simulation sont contigu s et si la saisonnalit des pluies est int gr e dans le simulateur BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Loi de probabilit marginale Fonction de repartition 100 200 300 400 mm Probabilite marginale Log normale Gu
234. mowe sosang money 90 90 81 905091 90 C0 81 40 21 1 40 01 81 40 80 6 1 40 90 0 SO PO TT 50 20 0 S O ene Ines za sebang 00 s 0 uowe n s aan s b ngi OT ST un OT ST 0 S E uons B solLeu os uopenw s s uoj 1492 s p nbyssey aua s s s z euy poddey M4 S997S dM N MHG gqjuaseid is sabeng ej seued s p 1qep 27 9002 umi 600z 9pou d seued s p B ap jene juowe sebeng e s iq p s p Jle1oduu8 uolnioA3 GE UOHEHSNII x uuy s d yiq q IBA y sosang 1420 300016 s d ngi 1490 90 50 91 90 70 51 SO TT LT 0 80 61 SO SO IT 0 C0 07 0001 0 0001 Os 0007 lt gt 000 seJejo S E10 s jejo S lE 0 salad S H c seed S M d 000F 0005 2 5 uons 5 soleugos uonel nuuiS sjuoy 1492 s p nbnsiey aue s s Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Evolution compar e Piezometre P3 Forage CF 30 06 05 28 09 05 27 12 05 27 03 06 25 06 06 185 100 Pi zom trie aux Cent Fonts 90 190 80 195 re E 60 5 200 oO a 50 Q A 40 205 In 9 30 Pi zom tre P3 210 20 Annexe Illustration 36 Evolution temporelle de la piezome
235. mpage sur la faune stygobie et des recommandations en vue d une exploitation possible et future du systeme karstique 20 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource 2 Presentation des sc narios d exploitation du systeme des Cent Fonts L tablissement de sc narios d exploitation de la ressource en eau souterraine du systeme karstique des Cent Fonts n cessite de considerer d une part le fonctionnement du syst me karstique sollicit par pompage et d autre part les besoins en eau pour Falimentation en eau potable tout au long d une ann e et lors de p riodes sp cifiques presentant notamment une augmentation de la demande entre mai et septembre ainsi que des p riodes de pointes entre le 14 juillet et le 15 ao t Le fonctionnement du syst me karstique des Cent Fonts sollicit par pompage est rappel ci dessous au sein du premier paragraphe il d pend notamment des conditions hydrologiques Les deux paragraphes suivant pr sentent les caract ristiques de la chronique de demande pour l alimentation en eau potable et celles de la chronique de pompage 2 1 DESCRIPTION QUALITATIVE DU FONCTIONNEMENT DU KARST DES CENT FONTS SOUMIS A UN POMPAGE 2 1 1 Rappel du fonctionnement du systeme karstique en r gime non influence Le systeme karstique des Cent Fonts est un syst me binaire alimente d une part par les pertes de la Bu ges et d autre pa
236. mpulsionnelle qui convolue une fonction analytique complexe constitu e de deux r servoirs Mod le de Samani et Ebrahimi 2 En 2004 la fonction de pond ration des pr cipitations tait la suivante pour la p riode du 01 06 97 au 03 08 04 Pluie BV 0 17 Aniane 0 22 St Martin de Londres 0 27 St Maurice Navacelle 0 34 Caylar BRGM RP 54865 FR Rapport final 33 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource 1996 la vidange de la zone noy e tant d crite par une fonction exponentielle d croissante La technique d inversion par de mod lisation Tempo consiste a calculer Phydrogramme unitaire Illustration 7 et le seuil Omega de pluie efficace Illustration 8 de telle sorte que le modele soit le plus proche possible du debit de la source des Cent Fonts observe Illustration 9 Ce seuil Omega est estime a partir de la pluie et d une variable climatique ETP Montpellier Fr jorgues de telle fagon que seule la hauteur de pluie situ e au dessus de ce seuil g n re un d bit a l exutoire Le seuil est calcul a partir d une r ponse impulsionnelle la pluie et a la temperature de Fair Illustration 10 galement obtenue par inversion Hydrogrammes unitaires 0 08 0 07 Max t 2j oe Temps de fin d infiltration 0 05 de la composante rapide de la 0 04 recharge 0 03 Temps de fin d infiltration 2 de la composante lente de
237. n es de la p riode 1998 2005 les donn es communiquees ont fait l objet de diff rents traitements dans le but de les rendre valorisables Les m thodes utilis es pour reconstituer l volution des d bits de PHerault a amont des sources des Cent Fonts entre 1998 et 2005 est explicit e dans Pannexe 7 L volution temporelle des d bits des Cent Fonts et de l H rault l amont des sources est pr sent e en annexe 7 9 Donn es dite lt brutes non valid es a ce jour du CESML transmis par le CG34 dans le cadre de la pr sente tude 110 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Pour les donn es de la Banque Hydro p riode 1967 1981 nous avons consid r la valeur du QMNA5 quinquennal sec d termin e QMNA5 3 4 m s 2 9 m s 3 7 m3 s La chronique du d bit de l H rault au Moulin Bertrand estim cf annexe 7 permet de calculer des valeurs moyennes mensuelles de d bit a l amont des sources des Cent Fonts pour les mois de juillet et d ao t A noter que la chronique du d bit de l H rault au Moulin de Bertrand comporte deux principales lacunes une entre juillet et d cembre 1998 et l autre entre f vrier et d cembre 2001 illustration 41 en Annexe 7 L analyse statistique sommaire effectu e a partir de ces donn es permet ainsi de renseigner le contexte hydrologique moyen des mois d t juillet et ao t Sur la base d
238. nc es le Conseil g n ral de l H rault PEE DEMA a tabli les chroniques figurant en illustration 2 et 3 Elles mettent en vidence une augmentation graduelle de la consommation partir du mois de mai Les semaines de pointes de consommation sont g n ralement observ es lors des semaines du 14 juillet et du 15 ao t au cours de la p riode estivale Le retour une consommation normale est g n ralement observ dans le courant du mois de septembre Cette chronique reste une hypoth se de travail qui m riterait d tre cal e sur une production d termin e lorsqu une collectivit se prononcera sur la ma trise d ouvrage de la ressource En effet il ny a pas de chroniques de production types Elles varient selon les collectivit s et pour une m me collectivit selon les ann es La pointe de production mensuelle estivale incluant la pointe hebdomadaire est de 1 6 fois la valeur mensuelle de base p riode du 1 octobre au 15 mai Diff rentes valeurs de d bit de base sont consid r es dans cette tude 100 l s 125 l s 150 l s et 200 l s Illustration 3 2 5 Facteur Pompage 0 0 T T T T 01 31 02 01 01 31 30 30 29 28 28 27 27 janv janv mars avr mai mai juin juil ao t sept oct nov d c Illustration 2 Chronique de facteur de pompage d duit de l analyse des consommations en eau potable sur le secteur par le Conseil G n ral de l H rault 24 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst m
239. nce vol 174 5 pp 441 448 Pinault J L Plagnes V Aquilina L Bakalowicz M 2001 Inverse modeling of the hydrological and the hydrochemical behavior of hydrosystems Characterization of karst system functioning Water Resources Research Vol 37 n 8 p 2191 2204 Pinault J L 2001 Manuel d utilisateur de TEMPO logiciel de traitement et de modelisation des series temporelles en hydrog ologie et en hydrog ochimie Projet Modhydro Rap BRGM RP 51459 FR 221 p 152 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Pinault J L Amraoui N Golaz C 2005 Groundwater induced flooding in macropore dominated hydrological system in the context of climate changes Water Resources Research Vol 41 Perrochet P 2004 A simple solution to tunnel or well discharge under constant drawdown Hydrogeology Journal vol DOI 10 1007 s10040 004 0355 z pp Plagnes V 1997 Structure et fonctionnement des aquif res karstiques Caract risation par la geochimie des eaux Th se Univ Montpellier Reygrobellet JL amp Luczyszyn H 1993 Investigations hydrobiologiques sur la nappe Forage F3 alimentant la station de pompage d Arcine AEP du syndicat et sur le ruisseau d Arcine Domaine Hydrog ologiqueAgence de l Eau RMCn 542 34p Rouch R 1970 Le syst me karstique du Baget Le ph nom ne d lt h morragie gt au niveau de l e
240. ndrait en fait a Moitessieria n sp 1 vraisemblablement ngolfiella thibaudi 252 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource L aquif re des Cent Fonts mest cependant pas le seul syst me dans la region Languedoc Roussillon beneficier d une telle richesse en stygobiontes Bien que la connaissance des esp ces stygobies et de leur distribution soit encore tr s fragmentaire Ferreira et al sous presse on dispose de donn es biologiques cons quentes sur deux autres aquiferes celui de Sauve et de la source du Lez situ s dans une zone g ographique proche de celle des Cent Fonts Ils constituent l ensemble faunistique des karsts nord Montpelli rains galement inscrits sur la liste des 20 hotspots mondiaux de la biodiversit stygobie Culver amp Sket 2000 Dans cet ensemble le syst me du Lez apparait comme le plus vuln rable il fait partie de la selection des 10 cosyst mes karstiques au monde les plus menac s par le Karst Water Institute WV USA Malard et ai 1997 Ces trois aquif res rassemblent un total de 68 esp ces annexe 2 Une tude r cente Ferreira 2005 bas e sur une analyse de clusters UPGMA a montr que les communaut s du Lez et des Cent Fonts sont faunistiquement tres proches alors que celle de Sauve pr sente de plus fortes similitudes avec les communautes de FArdeche et du Chassesac pourtant beaucoup plus di
241. nt pr sent es en annexe 2 Pour les r sultats du Run 3 par exemple la probabilit d occurrence des situations hydrologiques des mois d t juin a aodt des cycles suivants pour les Cent Fonts sont cycle 2005 2006 probabilit d occurrence de type trentenal sec cycle 2006 2007 probabilit d occurrence de type sup rieur a trentenal sec cycle 2013 2014 probabilit d occurrence de type 10 ans secs cycle 2009 2010 probabilit d occurrence de type d ann e m diane Les informations de d bit des Cent Fonts pour diff rents contextes hydrologiques probabilit d occurrence de type sup rieur a trentenal sec trentenal sec 10 ans secs et ann e m diane ont t utilis es dans l approche de mod lisation l aide du mod le r servoir coupl une solution analytique afin d tudier l volution du syst me pour diff rents sc narios de pompage Les modifications apport es au mod le d crit dans le pr c dent rapport BRGM RP 54426 FR Ladouche et al 2005 sont pr sent s dans le paragraphe 3 2 52 BRGM RP 54865 FR Rapport final 69 euy poddey 59879 iwas souelin990 p s lillqeqoid 4nod S89 n0S e sjiqep uonejueseaidey jeuuoisiA91d BPOW s uoj 1092 sep s iq p sep H NSUB pz uol eJ sSniji suegz
242. nts sc narios de pompage 3 3 2 R sultats du calage du modele de r servoir coupl a une solution analytique a Parametres du modele Les param tres ajust s avec le nouveau mod le d crit dans le paragraphe 3 2 sont les suivants Illustration 37 BRGM RP 54865 FR Rapport final 71 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource de laquelle la source d borde 2 Sbassin km Surface du bassin d alimentation du 30 karst G Hauteur d eau initiale dans les blocs 1 Porosit efficace des blocs Transmissivit des blocs Emmagasinement des blocs drain km Longueur du r seau de drains 10 karstiques Illustration 37 parametres du nouveau modele en gris parametres d ajustement La surface denoyee du drain karstique Sy 1600 m est proche de celle d termin e avec le premier mod le Cette valeur permet en particulier d ajuster de fa on satisfaisante la remont e brusque de niveau d eau induite par l arr t du pompage du 9 ao t La transmissivit obtenue pour les blocs T 3 3 x 10 m s est le double de celle obtenue avec le premier mod le L emmagasinement S 0 007 utilis pour le calcul du d bit de sollicitation des blocs est coh rent avec la porosit efficace utilis e dans le calcul du rabattement dans les blocs et est identique celle du premier mod le Les param tres de l ajustement sont repr sent s sur le
243. nu de 400 l s Lors de ces pompages deux types d chantillons ont t r alis s simultan ment l un filtrant un d bit de sous chantillonnage de 4 l s et le second filtrant un d bit de sous chantillonnage de 60 l s Une interruption dans ce protocole de filtrage est a noter du 1er au 4 130 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource ao t en raison d un acte de vandalisme qui a provoqu la mise a sec des filets 3 Un inventaire faunistique du massif apres pompage a t r alis les 1er et 2 d cembre 2005 pour ce qui concerne la cavit et les sources Le d bit de l H rault cette p riode bien que proche de celui de l tiage n a pas permis un echantillonnage de la faune hyporh ique la vitesse du courant et la hauteur d eau ne laissant pas un libre acc s a l int rieur du chenal 4 Un suivi de crue post rieur aux essais de pompage celui ci s est d roul du 20 au 28 janvier 2006 apr s un fort pisode neigeux Il avait t propos de ne pas chantillonner trop rapidement a la suite des essais de pompage et des crues de septembre et octobre afin de respecter un temps de r silience probable des communaut s apr s les perturbations li es aux essais de pompage Ces chutes de neige ont provoqu une crue de moyenne amplitude L chantillonnage est constitu de cinq pr l vements filtrages en continu de Pexutoire principal s
244. ogique accompagnant les pompages d essais effectu s en t 2005 sur le syst me karstique des Cent Fonts 7 2 EFFETS D UN POMPAGE SUR LES COMMUNAUTES STYGOBIONTES Au pr alable il est n cessaire de rappeler qu il existe peu de donn es biologiques disponibles sur des syst mes sollicit s par pompage sur du long terme fournissant des l ments comparatifs Les dommages possibles occasionn s par un pompage de l eau souterraine sur les communaut s stygobiontes ont t recens s selon trois origines distinctes 1 l extraction directe d animaux un entra nement pr visible des organismes dans les turbines des pompes et leur jection l ext rieur du massif a t pris en compte La survie des organismes stygobiontes rejet s dans les eaux de surface est impossible Si le taux d extraction est trop important et d passe un seuil limite les populations encourent un risque d extinction Le seuil limite d extraction acceptable pourrait raisonnablement correspondre celui qui est observ lors des jections naturelles qui se produisent r guli rement en p riode de crue connues sous le nom de d rive ou drift ou d lt h morragie gt terme utilis pour les syst mes karstiques par Rouch et qui entrent dans un processus normal de fonctionnement de l cosyst me karstique L h morragie naturelle d organismes lors de crues moyennes n affecte g n ralement pas les populations des karsts Rouch 1980 Gib
245. ogramme s inscrit au sein de l axe th matique consacr aux aquif res karstiques du projet de recherche cadre du BRGM relatif aux aquiferes complexes COMPLEX AQUI EAUR15 Les etudes se sont deroulees en 3 phases successives depuis 1996 Les premieres phases ont permis notamment l identification et la caract risation de la structure et du fonctionnement des deux principaux aquiferes karstiques de la moyenne vallee de PHerault mergeant respectivement aux sources des Fontanilles et des Cent Fonts et la focalisation des recherches sur le plus prometteur des deux en terme de ressource en eau celui des Cent Fonts Commune de Causse de la Selle Herault La phase 3 du projet a t mise en ceuvre sur la p riode 2003 2006 elle comprend notamment des pompages d essai sur le principal point d acc s a l aquif re karstique le drain qui aboutit la source des Cent Fonts effectu s durant l t 2005 Cette phase a fait Pobiet d un rapport sp cifique de fin de travaux de forage et d interpr tation des pompages d essai BRGM RP 54426 FR d livr en d cembre 2005 La quatrieme phase dite d evaluation concerne la determination des conditions d exploitabilit du systeme karstique ainsi que la synthese des connaissances sur le systeme dont les conclusions font l objet du present rapport Les objectifs de ce rapport sont de proposer des sc narios d exploitation de la ressource en eau du syst me karstique des Cent Fonts en
246. ologiques ont des implications tr s fortes en termes de gestion du patrimoine biologique la plupart des stygobies sont des esp ces vuln rables et distribution g ographique tr s r duite le ph nom ne tant accentu dans les r gions m ridionales et perimediterraneennes La logique voudrait donc que la majorit de ces esp ces soient prot g es mais dans la pratique la mise en application de telles propositions serait irr aliste en raison des confits d usage qu elles ne manqueraient pas de g n rer La prise en compte de la vie existant sous terre celle de la qualit biologique des aquif res et de leur ventuelle valeur patrimoniale n est que tr s r cente Creuze des Ch telliers et ai 1991 Guillemin ef al 1991 Des recherches se d veloppent actuellement vers la proposition de textes europ ens visant prendre en compte la qualit biologique des aquif res tout en pr servant les usages de l eau Gibert 2001 Gibert ef al 1991 Danielopol ef al 2004 car il n existe pas ce jour de l gislation concert e pour la protection de ces milieux seules de rares initiatives individuelles Juberthie 1995 jalonnent ces avanc es La liste des esp ces de mollusques prot g es sur le territoire national par la loi de 1976 et les arr t s subsequents propos e par Bouchet 1990 et revue pour la taxonomie par Falkner ef al 2002 compte pour moiti des esp ces de mollusques stygobies Elles sont galement inscrites sur la li
247. ompage a environ 147 l s la fin du palier 400 l s Elle diminue relativement rapidement apr s chaque arr t du pompage suite a l augmentation de niveau d eau dans le drain et peut m me devenir n gative lorsque le niveau d eau dans le drain augmente rapidement et induit une inversion du gradient hydraulique entre blocs et drain Dans ce cas le drain alimente les blocs d bit n gatif de sollicitation des blocs 76 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Le d stockage dans le drain diminue au cours du temps avec la diminution de Paugmentation de rabattement En effet le debit de d stockage est proportionnel a la vitesse de rabattement dans le drain l oscille entre 245 l s en d but de pompage et environ 23 l s en fin de palier ll augmente de fa on importante apr s chaque augmentation du d bit de pompage Il devient n gatif lors des arr ts de pompage lorsque le niveau d eau dans le drain augmente rapidement et que l eau est restock e d bit de d stockage n gatif dans le drain L origine des volumes d eau transitant dans le karst durant l ensemble du pompage de basses eaux du 27 juillet au 6 septembre 2005 est d crite l Illustration 43 et a Illustration 44 Volume Contribution au volume total Flux m 96 Sollicitation supplementaire des blocs du fait du pompage 333805 26 3 D bit naturel des Cent Fonts
248. ond a un niveau d eau dans le drain karstique inf rieur 76 m NGF une infiltration d eau de l H rault se met en place Le volume d eau total sollicit fonction des sc narios de pompage et de d bit r serv retenus et des conditions hydrologiques peut atteindre 22 du volume annuel total pomp ce volume correspond au volume d eau d stock au sein du drain et de la matrice qui l entoure L volution du rabattement au forage de pompage n tant pas lin aire les coulements ne sont en effet pas limit s au seul drain karstique une contribution des blocs poreux et ou fissur s environnants et ou des syst mes annexes au drainage SAD se produit La sollicitation par l interm diaire du r seau de drains karstiques d un r servoir de type poreux et ou fissur situ principalement dans les dolomies du Bathonien est galement corrobor e par les r sultats des analyses des isotopes du strontium sur les chantillons pr lev s en cours de pompage la signature hydrog ochimique des eaux pomp es volue vers la signature du syst me karstique des Cent Fonts en p riode d tiage s v re coulement assur essentiellement par le drainage des blocs encaissants le r seau de drains karstiques La sollicitation du syst me karstique des Cent Fonts par pompage l aide du dispositif actuel semble avoir un rayon d action limit qui a t estim l aide du mod le de simulation num rique d velopp sous Matlab S
249. ons de pompage en continu les pompes ont vacu plus de trois millions d pig s larves d insectes non comprises Les larves d insectes r colt es appartiennent aux groupes des H t ropt res Trichopt res Eph m ropt res Dipt res Chironomidae et Odonates BRGM RP 54865 FR Rapport final 135 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Outre l aspect quantitatif de cette contamination on notera la pr sence singuli re de nombreuses formes n appartenant pas aux communaut s benthiques telles que les larves d Atyaephyra desmaresti Crustace d capode les larves d Argulus copepode parasite de poissons ou des formes plus sp cifiques des milieux stagnants tels que les cop podes Moraria pectinata et Thermocyclops crassus La pr sence de ce type de faune dans les eaux d exhaure indique que la contamination par le lit de l H rault est tr s rapide et se r alise par infiltration directe de la lame d eau de surface sans aucune filtration prealable a travers les sediments de la zone hyporheique Si les nombreux filtrages effectues par Rouch et al 1968 mentionnent la pr sence d esp ces non stygobies pig es notamment chez les copepodes ils ne signalent ni faune planctonique ni larves d insectes qui pourraient attester de l influence d une source faunistique exog ne r guli re telles que les pertes la Bueges dont le transit a travers le karst est long 10 km env
250. ontexte hydrologique d cennal sec apparaissent sup rieurs aux volumes restitu s du contexte hydrologique 20 ans sec Cette diff rence s explique par le fait que le volume restitu est proportionnel a la dur e de sollicitation des r serves Pour le contexte hydrologique 20 ans sec la dur e de sollicitation des r serves est faible de l ordre de 45 jours contre 78 jours environ en raison de Fepisode de crue important g n r la fin du moi d ao t cf Illustration 12 en annexe 4 BRGM RP 54865 FR Rapport final 123 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Tableau 19 Volume annuel de sollicitation du systeme karstique des Cent Fonts lors du tarissement des sources pour les diff rents sc narios simul s l aide du mod le num rique Matlab Simulink Probabilit d occurrence ann e D cenal Trentenal gt Trentenal du contexte Mediane sec sec hydrologique V sollicit V sollicit V sollicit V sollicit V sollicit million de m3 million de m3 million de m3 million de m3 million de m3 Qr 200 l s QbAEP 100 I s eee si Qr 250 l s Qr 300 l s QbAEP 100 l s Qr 200 l s s m v Qrz250 l s i 125 A non test non test Qr 300 l s 2 R A QbAEP 125 l s non test non test non test Qr 300 l s 2 R 2 QbAEP 150 l s non teste non teste non teste non teste Qr 300 l s R z
251. orrespond l incertitude 112 14 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Tableau 12 Variation du debit de PHerault estim a l aval des Cent Fonts pour une ann e hydrologique de s cheresse trentenal dans l hypoth se d un d bit r serv a restituer gal 170 l s lorsque les sources des Cent Fonts tarissent du fait de l exploitation du syst me par pompage dQ correspond l incertitude 113 Tableau 13 Volume total pomp exprim en millions de m3 pour les sc narios simul s l aide de l approche TEMPO iii 116 Tableau 14 Volume annuel pomp et restitu en d bit r serv Qr r sultant des simulations effectu es l aide de l approche TEMPO pour les diff rents sc narios 117 Tableau 15 Volume annuel sollicit au sein du syst me karstique des Cent Fonts partir du tarissement des sources pour les diff rents sc narios simul s l aide de Fapproche TEMPO hhi ya a 118 Tableau 16 Dur e de sollicitation du syst me karstique des Cent Fonts pour les diff rents sc narios simul s l aide de l approche TEMPO 119 Tableau 17 Volume total annuel pomp pour les sc narios simul s l aide du mod le d velop sous Matlab Simulink
252. ource Tableau 14 Volume annuel pomp et restitu en d bit r serv Qr r sultant des simulations effectu es a l aide de l approche TEMPO pour les diff rents sc narios Probabilite d occurrence annee gt Trentenal 1 sec Trentenal sec u du contexte M diane sec hydrologique Volume pomp Volume pomp Volume pomp Volume pomp Volume pomp pour Qr pour Qr pour Qr pour Qr pour Qr million de m3 million de m3 million de m3 million de m3 million de m3 Qr 200 l s QbAEP 100 l s Qr 250 I s QbAEP 100 l s Qr 300 l s QbAEP 100 l s Qr 200 l s QbAEP 125 l s Qr 250 I s QbAEP 125 l s Qr 300 I s QbAEP 125 l s Qr 200 l s QbAEP 150 l s Qr 250 l s QbAEP 150 l s Qr 300 l s QbAEP 150 l s Qr 200 l s QbAEP 200 l s Qr 250 l s QbAEP 200 l s Qr 300 l s QbAEP 200 l s volume cumul du 01 janvier au 31 d cembre les couleurs se r f rent aux interpr tations de Tempo non forage actuel oui avec nouveau forage BRGM RP 54865 FR Rapport final 117 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Tableau 15 Volume annuel sollicit au sein du syst me karstique des Cent Fonts a partir du tarissement des sources pour les diff rents sc narios simules l aide de l approche TEMPO Probabilit d occurrence ann e D cenal Trentenal gt Trentenal du contexte Mediane V sollicit V sollici
253. p seomos aBenypduiod ep sessa s p y n sepoued 10 02601 suo jUeYd9 z sesunos yonoy nogBduod ap siessa s p jeep Sepouod 30 40 07 61 irgju AUuI suolllueu z Ssoinos s qins Bduod siesss s p jeep sepousd G0 20 81 I 2 01J3U09 IPY SLNOA LNAO 6206 SAND YANN 1 NOAT pnb O PSALMU 2130 09 X 2180101q04p4H XNDIAN TY SIMIIS SOLP Y s p 2180 094 P 24101010 ANOMILNAIDS AHOYAHIIA VT TYNOILVN 4ML1N42 267 BRGM RP 54865 FR Rapport final jeuy yoddey 59879 4 892 99 M0SS9J ej uons B SOLEUSIS uonel nuuis s uoj 1492 s p 9 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Annexe 2 1810 sejaunbe z V ds u euaissayoyy ue JI21pUOdS91109 e siuinos 1 s 5 ds p E 0 ds pulu ednolb z ds eJj8120JIN pulu dno 6 ds EM PIU seuo puew ejjeproyde 3 ds sajoauoy neo sna eb euosoun9apnesg 19440y98Z SdoJ9 9eIg snuns puey sdoj9h9elg lezjiAooes sdoyoA908dS Jasewejap noq 4 Inoq Jo ejauajoel5 eyjauajoes5 eyabyasiun eja
254. pe lt gt 30 ans sec Sc nario Qr serv 300 l s Qbase AEP 100 l s 194 BRGM RP 54865 FR Rapport final Systeme karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Critere de d bit r serv 200 Run3 baseAEP 125 Contexte hydrologique Median 3500 m il 3000 1 50 2500 k E 2 2000 100 E 1 y bet 3 1500 450 5 a a 1000 200 500 A 0 250 1 janv 2 mars 1 mai 30 juin 29 ao t 28 oct 27 06 QCF naturel sans pompage Q r siduel Qr serv x Q r siduel Pluie 500 100 400 90 300 80 T 2 T 200 70 100 60 O E a 0 50 N 2 100 40 a 200 30 300 20 1 janv 2 mars 1 mai 30 juin 29 01 28 oct 27 d c D bit AEP Alimentation en Eau Potable sollicitation karst D bit de pompage suppl mentaire pour satisfaire la condition de d bit r serv Qr D bit total de pompage Piezometrie calcul e par le mod le Tempo Pi zom trie calcul e par le mod le num rique Mathlab Simulink Annexe_lllustration 20 Evolution temporelle de la pi zom trie calcul e par les mod les en contexte hydrologique de type lt d ann e m diane Sc nario Qr serv 200 l s Qbase AEP 125 Vs BRGM RP 54865 FR Rapport final 195 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la r
255. plusieurs ann es Imervalle entre deux pontes 2 5 3 ans Nombre d oeufs produits 8 416 par femelle CONCLUSION Fable densite Reconstitution lente des populations Grande fragili naturelle des populations Figure 2 Parametres majeurs du cycle biologique du Crustace Decapode Troglocaris d apres Juberthie Jupeau 1974 1975 240 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource En cons quence de ces traits biologiques l abondance des esp ces stygobiontes demeure faible Rapport e au volume de aquifere la densit des populations est m me extr mement basse m me si localement on peut r colter proximit des flux de nourriture ou l interface avec les milieux de surface des individus en tr s grand nombre et m me parfois pour certaines esp ces ex Niphargus virei des formes de pullulement Sinton 1984 Comme toute autre esp ce chacune des formes stygobies est caract ris e par une aire de distribution qui lui est propre et en dehors de laquelle elle est absente Cette aire de distribution est contr l e par la valence cologique de l esp ce ensemble des caract ristiques environnementales en ad quation avec son d veloppement et par ses capacit s de dispersion Les capacit s de dispersion sont elles m mes li es la biologie de l esp ce f condit sa mobilit propagation active ou une propagation p
256. ponse impulsionnelle d Omega a la pluie et a ETP 36 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource c Description et pr sentation des fonctions caract ristiques du sous modele d bit des pertes de la Bu ges gt Pour les pertes de la Bu ges nous avons galement travaill avec la m me option que pr c demment x mod le param trique gt afin de bien contraindre les d bits d tiage La vidange est galement d crite par une fonction exponentielle d croissante Les donn es d entr es pluie et ETP sont les m mes que celles du sous mod le lt D bit Naturel de la source des Cent Fonts De la m me fa on que pr c demment la technique d inversion par l approche de mod lisation Tempo consiste a calculer Thydrogramme unitaire Illustration 11 et le seuil Omega de pluie efficace de telle sorte que le modele soit le plus proche possible du d bit des pertes observe Illustration 12 Ce seuil Omega est estime a partir de la pluie et d une variable climatique ETP Montpellier Fr jorgues de telle fa on que seule la hauteur de pluie situ e au dessus de ce seuil g n re un d bit aux pertes 1 est calcul partir d une r ponse impulsionnelle la pluie et de ETP galement obtenue par inversion Hydrogrammes unitaires 0 08 TRES 0 18 ax t f 0 07 J Temps de fin d infiltration 0 16 0 06 de la composante rapide de la 0
257. port au sujet de l valuation de l impact d une exploitation du karst des Cent Fonts sur le fleuve H rault sont pr sent s a titre indicatif Une tude d taill e des d bits d etiage du fleuve H rault en amont des sources devra tre n cessairement conduite afin de pr ciser les valeurs des d ficits gt pr sent s dans les tableaux 10 11 et 12 ainsi que l incertitude sur le debit de l H rault qui est importante pour les donn es disponibles Afin d enrichir le d bat l tude d impact men e sur les Cent Fonts cf 8 5 2 indique que des conditions de d bits r serv s importantes pourraient conduire lors des cycles hydrologiques fortement d ficitaires un soutien artificiel du d bit du fleuve H rault par le d bit r serv des Cent Fonts en fin d tiage notamment pour des conditions de d bit reserve Qr sup rieures ou gales a 250 l s 6 1 2 Exploitabilite du systeme karstique des Cent Fonts a partir des resultats du modele TEMPO Les volumes annuels du 01 janvier au 31 d cembre volume total pomp volume pompe pour Qr et volume sollicite au sein du systeme karstique lorsque les sources sont taries ont t calcul s pour les diff rents sc narios simules a l aide de l approche TEMPO ainsi que pour les 5 probabilit s d occurrence du contexte hydrologique De m me la dur e de sollicitation du systeme dur e de la p riode pendant laquelle les sources des Cent Fonts sont taries exprim
258. portante avec un d bit moyen l g rement sup rieur 1 m s Les r serves sont significatives avec une valeur estim e 9 millions de m sur la base de la d termination du volume dynamique de Paquifere l aide des courbes de r cession de l hydrogramme des Cent Fonts Ladouche et al 2002 Cette estimation du volume dynamique 9 millions de m est confirm e par les r sultats de l interpr tation des r cessions des cycles hydrologiques 2002 2003 2003 2004 et 2004 2005 annexe 1 En conditions naturelles l essentiel du d bit de la source est assur par la zone noy e 79 l coulement rapide issu du r servoir pikarstique 21 tant minoritaire Ladouche et al 2002 En tiage s v re le d bit de la source des Cent Fonts est uniquement assur par la vidange de la zone noy e de l aquif re BRGM RP 54865 FR Rapport final 143 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource En conditions influenc es par un pompage au niveau de l exutoire du syst me karstique des Cent Fonts le volume pomp correspond a un volume d eau de diff rentes origines au sein du systeme karstique a savoir la contribution naturelle du systeme conduit et blocs le d stockage du drain karstique la sollicitation des blocs encaissants l alimentation par les pertes de la Bu ges ainsi que infiltration en provenance de H rault A partir du moment o les sources tarissent ce qui corresp
259. pport final 25 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Pour un sc nario de pompage AEP donn par exemple base AEP 100 I s ce qui quivaut pomper 200 l s en semaine de pointe cf Illustration 3 la chronique de pompage reelle a exercer sur le systeme karstique des Cent Fonts est complexe et d pend de deux facteurs d terminants 1 l tat hydrologique du karst relier directement l importance de la recharge par les pertes de la Bu ges et par les pluies efficaces L tat hydrologique du karst peut tre renseign par la valeur du d bit qu aurait pr sent la source en Pabsence de pompage 2 des conditions de d bit r server au fleuve H rault Deux p riodes distinctes sont distinguer au cours d un cycle hydrologique 1 les p riodes de moyennes et hautes eaux 2 les p riodes de basses eaux qui co ncident g n ralement avec les p riodes estivales Lors des p riodes de moyennes et hautes eaux le d bit de la source karstique des Cent Fonts est tr s nettement sup rieur a 500 l s Illustration 4 Supposons par exemple que le d bit de la source soit de 800 l s valeur g n ralement observ e en mai en contexte hydrologique d ann e normale Dans ces conditions un pr l vement d eau pour de 100 l s par exemple se traduit par une diminution de 100 l s du d bit qu aurait pr sent la source en absence de pompage Le d bit r sid
260. pr sentation de la loi de probabilit marginale loi empirique et de la loi Normale 48 BRGM RP 54865 FR Rapport final 6r euy poddey M4 S997S dM N MG uni np ejdwex3 seeAlasgo s u s sep s nbysu j eies S jue e 1eyeusnof sdua ep sed ne ainjd qg 13 p eouenbes un p uonejnuns un p sluoj 1422 ejepou ainjd ap 413 p ez uone sniii 9 NWIS 413 9Alesqo 415 lnuiis injq eenesqo SIN LLL um c 002 D Y T D m 9 OSL R 5 0013 01 0S L Vi 0 S 80 0 ZL LL PO 01 20 80 LO SO SL 0 80 8L LO LL ZZ 66 20 92 96 20 10 S AH SQO S L S sep sonbnsuej9eies s juefe u nb s un p uonelnuiis 29 M0S88 uons B soueu os ap UONE NWIS sjuoj 1492 enbijssey ul s4S Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource d P riode de calibration des modeles Pour la p riode ant rieure au 31 12 2005 la calibration des diff rents mod les mod le de transfert de la Bu ges mod le de transfert du d bit naturel des Cent Fonts et mod le de transfert de la pi zom trie cf Illustration 6 a t r alis e sur la base des donn es d entr e mesur es Pluie ETP debit de pertes de la Bu ges d bit des Cent Fonts niveau piezometrique des Cent Fonts d bit de pompage et de l H rault mesur s lors du pompage
261. que des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource dispersion passives sont tr s r duites par rapport a ce que l on observe en surface en raison de la forte fragmentation qui caract rise les reseaux souterrains notamment au niveau des conduits karstiques Cette faible connectivite se traduit par un compartimentage et un isolement de diff rentes populations d une m me esp ce Puis au fil du temps par des ph nom nes de sp ciation elle aboutit la formation d esp ces distinctes et distribution g ographique tr s troite esp ces end miques L environnement souterrain est celui qui comporte le plus fort taux d end misme au monde Gibert amp Deharveng 2002 En France plus de 70 des esp ces sont end miques de France Ferreira et al sous presse et la proportion d end miques stricts esp ces pr sentes sur un seul site est maximale dans les r gions m ridionales Dole Olivier et al 2005 Les modifications anthropiques de l environnement souterrain constituent une pression suppl mentaire que les esp ces doivent affronter et qui s applique suivant une chronologie et une vitesse en dysharmonie avec leurs capacit s biologiques La conjonction des caracteristiques de ces populations avec une anthropisation confere a ces communaut s a priori fragiles une vuln rabilit ind niable Ces caract ristiques cologiques ont des implications tr s fortes en termes de gestion du patrimoine biolog
262. qui est alimente par la contribution des reserves de Paquifere issues de la zone noy e et des pertes de la Bu ges Lors du pompage d essai on consid re que le debit pompe dans le drain karstique provient Illustration 25 des pertes de la Bu ges alimentant le drain karstique diinfiltrations de la rivi re H rault alimentant le drain karstique au sein de sa partie avale de la contribution des blocs de calcaires et ou dolomies poreux et ou fissur s et ou des systemes annexes au drainage SAD situ s entre les drains karstiques et alimentant ceux ci du d stockage de l eau contenue dans le drain karstique BRGM RP 54865 FR Rapport final 55 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource D bit de Contribution D stockage pompage des blocs dans les drains Pertes de y EEN COO ELLE R i SAREE EE AKA AEA AA SAAR RARA EAA AERA REA AAR REESE AAA 1700077 RES AD RRA AAA AAA K AAA DUT EZRA AA ARA RARA RARA ARA ARA ANA RA AAA RARA ARANA AAA RARA AS REEL 7777707707 7 7 OER EERE ERA EER RAEN LA RARA AAA e erqu X77222 EEA REZAR AR AAA REAPER XZ Z A X Z21742 4121224422 BAA AAAS ESE EEE AAA AAA PRESSE EEE EERE EEE SEA LER ER AA AAAS A
263. qui peut d noter une sous estimation des pr cipitations utilis es en entr e cette ann e la Le mod le permet d expliquer 81 de la variance totale observ e ce qui permet l encore l tude quantitative du fonctionnement du syst me des pertes crit re de Nash 0 61 La r ponse impulsionnelle rapide de la recharge Illustration 11 montre un maximum tres prononce le 2 jour la r ponse impulsionnelle lente de la recharge d croit progressivement jusqu a ce que le d calage atteigne 30 35 jours environ A cette date Pinfluence des pr cipitations devient n gligeable Le temps de transit moyen de la composante lente des pertes de la Bu ges pris dans sa globalite barycentre de la r ponse impulsionnelle est de 24 5 jours La composante lente des pertes de la Bu ges pr sente donc globalement peu d inertie en comparaison avec les Cent Fonts temps de transit moyen 91 jours La vidange est caract ris e par un coefficient de tarissement assez rapide de 0 045 j 38 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource 3 1 3 Description du mod le de transfert lt pi zom trie des Cent Fonts gt a Objectif Les mod les pr sent s pr c demment permettent de bien contraindre le fonctionnement et de reproduire de mani re satisfaisante les volutions mesur es des d bits des pertes de la Bu ges et de la source des Cent Fonts Nous allons pouvoir
264. r serv Qr D bit total de pompage Pi zom trie calcul e par le mod le Tempo Pi zom trie calcul e par le mod le num rique Mathlab Simulink Annexe Illustration 30 Evolution temporelle de la pi zom trie calcul e par les mod les en contexte hydrologique de type lt d ann e m diane Sc nario Qr serv 300 l s Qbase AEP 150 Vs BRGM RP 54865 FR Rapport final 205 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Annexe 5 Elements complementaires de P etude Hydrobiologique Rapport complet sur CD Rom BRGM RP 54865 FR Rapport final 207 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Annexe 6 Pr sentation des r sultats des suivis hydrologiques r alis s depuis septembre 2005 sur le systeme karstique des Cent Fonts BRGM RP 54865 FR Rapport final 209 LLZ euy poddey M4 S9979 dM N MHG 9002 Lz n g00z Jamuel 10 np sjuoy 1u O s p u uuoz ld ej uolnioA3 LE x uuy o uo5 i uioz ld SJUOY U9D XNE 2 90 90 GC 90 60 2 GO CL LC 50 60 82 G0 90 0 S0 r0 L0 S0 L0 L0 02 06 4 N W iuj tuuoz ld o N 08 06 2 5 e uons 5 soleugos uonel nuuiS S uo4 1492 s p nbnsiey uu s sS jeuy yoddey 44 S9879
265. r sulte d un m lange entre l eau du karst et l eau du fleuve H rault Dans l approche utilis e on restitue enti rement le flux d eau en provenance de l H rault 30 l s ce qui revient pour une condition de d bit r server diminuer le d bit en provenance du karst Ainsi la condition Qr 200 l s est gale a 30l s H rault 170 l s CF Qr 250 l s 30 l s H rault 220 l s CF et Qr 300 l s 30 l s H rault 270 l s CF En termes de qualit le flux d eau r serv l H rault ne correspond pas aux proportions de m lange que l on pourrait calculer de la formulation pr c dente mais est fonction de la valeur du d bit total de pompage Par exemple lors de la semaine de pointe du sc nario QbAEP 100 l s Qr 200 l s le debit pompe est de 400 l s l eau du d bit reserve est constituee de 93 5 d eau du karst 1 30 400 et non pas de 85 comme on pourrait le croire a partir de la relation Qr 200 l s 30 l s H rault 170 l s CF De plus il est n cessaire de prendre en consid ration l impact de du systeme karstique des Cent Fonts sur le fleuve H rault en termes de quantit d eau restitu e par rapport au d bit du fleuve Pour ce faire nous avons consid r d une part les informations disponibles dans la banque Hydro au Moulin de Bertrand sur la p riode 1967 1981 et d autre part les donn es de d bit du Moulin de Bertrand sur la p riode 1998 2005 Concernant les don
266. r voir les cons quences en conditions d exploitation Toutefois une valuation indirecte est possible Si l impact est n gligeable le massif devrait continuer expulser une faune riche et diversifi e lors des pisodes naturels de crues Dans le cas inverse on devrait constater la disparition des l ments les plus sensibles M me si l extraction d eau et de faune par l interm diaire d une pompe peut au premier abord s apparenter un processus naturel de d rive faunistique lors d une crue il s agit en fait de deux m canismes oppos s Une crue naturelle provoque un ph nom ne de chasse et une expulsion parfois massive d organismes r sultant d une remont e cons quente du niveau piezometrique Rouch 1970 Gibert et al 1982 1984 et d un elessivages de Fepikarst et de la zone non satur e Une crue evacue un volume d eau cons quent pendant un court laps de temps provoquant une augmentation importante de la vitesse d coulement au niveau des drains Les r sultats bibliographiques montrent que les communaut s dans leur ensemble persistent gr ce la pr sence dans certaines parties du massif de refuges syst mes annexes partir desquels les populations se reconstituent Turquin 1981 a montr que les crues avaient aussi un r le positif de redistribution des juv niles dans le massif Lors d un pompage intense et continu l extraction directe d organismes constitue un impact qui peut rester surmontable si sa dur e n est p
267. rait de 200 I s Le volume annuel pomp pour ce sc nario serait ainsi de 5 3 millions de m 4 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Pour des contextes hydrologiques de probabilit d occurrence comprise entre 20 ans sec et 30 ans sec le debit exploit pour AEP pourrait atteindre 250 l s en p riodes de pointe en t pour un d bit restituer a l H rault de 200 l s d bit total de pompage en p riode de pointe de 450 l s Pour un debit restituer au fleuve H rault sup rieur 250 l s le d bit d exploitation pour l alimentation en eau potable ne pourrait exc der 200 l s en p riode de pointe Au terme de ce projet pluri annuel une synth se de l tat des connaissances de la structure et du fonctionnement du syst me karstique est propos chapitre 8 BRGM RP 54865 FR Rapport final 5 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Sommaire 1 Introduction dace E E E 17 1 1 RAPPEL DU CONTEXTE DU PROJET ann A 17 1 2 DEROULEMENT D PROJET u dd 17 1 3 RAPPEL DES OBJECTIFS DES ESSAIS DE 2522 18 1 4 OBJET ET CONTENU DU RAPPORT 19 2 Pr sentation des sc narios d exploitation du syst me des Cent Fonts 21 2 1 DESCRIPTION QUALITATIVE DU
268. rassique des causses Languedoc Bordure c venole Essai de synthese g ologique Rapport BRGM 81 SGN 388 GEO Le Strat P 1987 Dynamique des dep ts bathoniens autour des C vennes Rapport BRGM 87 SGN 679 GEO Le Strat P 1992 Groupe fran ais d tude du Jurassique Excursion en Languedoc Documents sur le Jurassique au Sud des C vennes Universit de Nantes Malard F Turquin MJ 1996 Inventaire de la faune aquatique souterraine du champ captant de Crepieux Charmy Campagnes de pr l vements du mois d a ut 1994 Rapport interne 26p Malard F Gibert J Laurent R 1997 L aquif re de la source du Lez un r servoir d eau et de biodiversit Karstologia 30 49 54 Marmonier P Dole M J 1986 Les Amphipodes des s diments d un bras court circuit du Rh ne logique de r partition et r action aux crues Sciences de l eau 5 461 486 Mangin A 1970 Contribution Petude des aquif res karstiques partir de l analyse de courbes de d crue et de tarissement Annales de Sp l ologie t 25 3 pp 581 609 Mangin A 1975 contribution a tude hydrodynamique des aquif res karstiques These de Doctorat Universit de Dijon Ann Sp l ol 1974 3 pp 283 332 1974 29 4 pp 495 601 1975 30 1 pp 21 124 Marechal J C Perrochet P 2003 New analytical solution for the study of hydraulic interaction between Alpine tunnels and groundwater Bulletin De La Societe Geologique De Fra
269. ration 56 Evolution temporelle de la pi zom trie calcul e par les mod les en contexte hydrologique de type lt 10 ans sec mois d t suivi d une premi re crue tardive d but octobre Sc nario Qr serv 200 l s Qbase AEP 100 l s L volution des donn es d entr es et du d bit r siduel des Cent Fonts est galement report e 102 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Crit re de d bit r serv 200 Run3 baseAEP 100 Contexte hydrologique 20 ans Sec 3500 TT 3000 1 50 2500 2 100 E 5 2000 3 1500 150 5 a a 1000 200 500 0 250 1 1 mars 30 avr 29 28 ao t 27 oct 26 dec naturel sans pompage Q r siduel Qr serv Q r siduel Pluie 450 100 350 90 iz 250 80 5 2 150 70 E 5 50 60 2 A 5 N 50 50 2 a 150 40 250 r r r r 30 1 janv 1 mars 30 avr 29 juin 28 ao t 27 oct 26 dec D bit AEP Alimentation en Eau Potable sollicitation karst D bit de pompage suppl mentaire pour satisfaire la condition de d bit r serv Qr D bit total de pompage Pi zom trie calcul e par le mod le Tempo gt Pi zom trie calcul e par le mod le num rique Mathlab Simulink Illustr
270. rces des Cent Fonts tarissent du fait de Fexploitation du systeme par pompage dQ correspond a l incertitude QMNAS quinquenal sec Amont Cent Fonts Aval Cent Moulin Bertrand Cent Fonts Fonts variation Tableau 11 Variation de debit de l H rault estim Faval des Cent Fonts pour une ann e hydrologique lt moyenne dans l hypoth se d un debit r serv restituer gal a 170 l s lorsque les sources des Cent Fonts tarissent du fait de l exploitation du syst me par pompage dQ correspond a l incertitude Amont Cent Fonts Aval Cent Moulin Bertrand Cent Fonts Fonts variation 3 Ann e M diane EAN dQ 2 00 0 03 2 67 dQ 1 50 0 01 1 89 112 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Tableau 12 Variation du debit de l H rault estim l aval des Cent Fonts pour une ann e hydrologique de s cheresse trentenal dans l hypoth se d un debit r serv restituer gal a 170 l s lorsque les sources des Cent Fonts tarissent du fait de l exploitation du syst me par pompage dQ correspond a l incertitude Ann e 30ans Sec situation mesur e en 2005 Amont Cent Fonts Aval Cent Moulin Bertrand Cent Fonts Fonts variation al o o or dQ 0 50 0 02 0 76 757 0 30 0 0200 0 59 dQ 0 20 0 01 0 32 ao t si exploite 1 80 0 17 51 Les elements d information donn e dans ce rap
271. re pertes de charge au forage et dans son voisinage valuation du volume du drain capt d termination de la nature des structures capacitives situ es en zone noy e syst mes annexes au drainage matrice poreuse et ou fissur e relations hydrauliques entre le drain et ces structures capacitives relations ventuelles avec les eaux de surface relation entre le d bit de pompage et le tarissement des sources etc 18 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource valuer les impacts ventuels des essais de pompages proposer sur cette base des sc narios d exploitation de la ressource et valuer notamment l aptitude du systeme lt forage d exploitation aquif re gt vis a vis de la gestion active de la ressource en eau souterraine valuer les impacts ventuels de ces sc narios d exploitation Ceci est r alis l aide d un pompage fort d bit et sur une dur e suffisamment longue afin de solliciter de fa on significative les r serves du syst me Pour que l exp rience conduise une interpr tation acceptable plusieurs conditions sont requises les pompages d essai doivent tre r alis s sur un site dont l historique des d bits et des param tres physico chimiques est bien ma tris Ces conditions sont satisfaites pour le site des Cent Fonts chroniques disponibles depuis 1997 l ouvrage de pompage doit recouper le r
272. rent aux interpr tations du modele num rique Matlab Simulink non forage actuel oui avec nouveau forage oui forage actuel 122 BRGM RP 54865 FR Rapport final Systeme karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Tableau 18 Volume annuel pomp et restitu en d bit r serv Qr pour les diff rents scenarios simul s a l aide du mod le num rique d velopp sous Matlab Simulink Probabilite d occurrence annee 2 G gt Trentenal du contextel Mediane Decenal sec Trentenal sec s sec hydrologique Volume pomp Volume pomp Volume pomp Volume pomp Volume pomp pour Qr pour Qr pour Qr pour Qr pour Qr million de m3 million de m3 million de m3 million de m3 million de m3 Qr 200 l s QbAEP 100 l s 2 Qr 250 l s Qr 300 l s QbAEP 100 l s ER EDN QbAEP 125 ls za om 7577 non teste non teste non teste non teste QbAEP 150 l s Qr 200 l s 2 P QbAEP 200 l s non test non test non test non test non test Qr 250 l s 2 2 QbAEP 200 l s non test non test non test non test non test 777 non teste non teste non teste non teste non teste QbAEP 200 l s volume cumule du 01 janvier au 31 d cembre les couleurs se referent aux interpretations du mod le num rique Matlab Simulink non forage actuel oui avec nouveau forage oui forage actuel Nota Les volumes restitu s pour le c
273. rganismes r sultant d une remont e cons quente du niveau pi zom trique Rouch 1970 Gibert et al 1982 1984 et du lessivage de Fepikarst et de la zone non satur e Une crue vacue un volume cons quent pendant un court laps de temps provoquant une augmentation importante de la vitesse d coulement au niveau des drains Les r sultats bibliographiques montrent que les communaut s dans leur ensemble persistent gr ce la pr sence dans certaines parties du massif de refuges syst mes annexes partir desquels les populations se reconstituent Turquin 1981 a montr que les crues avaient aussi un r le positif de redistribution des juv niles dans le massif Lors d un pompage en continu l extraction directe d organismes constitue un impact qui peut rester surmontable si sa dur e n est pas excessive comme il a t montr sur le karst du Baget Rouch et al 1993 La mesure de l impact d un pompage de longue dur e dans le karst n cessite la mise en uvre d un suivi sp cifique aucune r f rence ce sujet n existant dans la litt rature sp cialis e La distinction majeure d un pompage de longue dur e avec un ph nom ne de crue est Pabaissement durable du niveau pi zom trique Ce dernier provoque l exondation d une partie limit e du massif Dans le cas du syst me karstique des Cent Fonts Pabaissement du niveau pi zom trique proximit du drain principal peut avoir comme cons quence une destruction tempora
274. rieur a 500 l s lors de la p riode estivale le forage actuel ne permet plus de r pondre aux besoins des sc narios consid r s dans les contextes hydrologiques de probabilit d occurrence sup rieure 10 ans sec Les sc narios Qr 300 l s QbAEP 125 l s Qr 250 l s QbAEP 150 l s qui conduiraient pomper jusqu 550 l s lors des semaines de pointes seraient r alisables pour autant qu un nouvel ouvrage de 30 m plus profond par rapport a Pexistant soit mis en place ceci quels que soient les contextes hydrologiques consid r s Les sc narios Qr 300 l s 150 l s Qr 200 l s QbAEP 200 l s qui conduiraient pomper jusqu 600 l s lors des semaines de pointes seraient r alisables en ayant recours un nouvel ouvrage plus profond que le premier dans les contextes hydrologiques de probabilit d occurrence inf rieure ou gale 20 ans lt sec gt Le sc nario Qr 250 l s QbAEP 200 l s qui conduirait pomper jusqu 650 l s lors des semaines de pointes seraient r alisables l aide d un nouvel ouvrage plus profond seulement dans les contextes hydrologiques de probabilit d occurrence dite m diane BRGM RP 54865 FR Rapport final 99 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Le sc nario Qr 300 l s QDAEP 200 l s qui conduirait a pomper jusqu 700 l s lors des semaines de pointes n apparaft pas r alisable m me a Faid
275. rologiques distinctes ont t consid r es 1 contexte hydrologique dit moyen et 2 contexte fortement d ficitaire en recharge par les pluies de type lt 30 ans sec probabilit d occurrence L exploitation du syst me karstique des Cent Fonts conduirait avec cette hypoth se de d bit r server diminuer le d bit moyen du mois de juillet du fleuve H rault de 2 7 4 selon les contextes hydrologiques consid r s Pour le mois d ao t le d bit moyen du fleuve H rault serait diminu de 2 4 2 5 selon les contextes hydrologiques consid r s De mani re globale ce d ficit d eau appara t inf rieur a 5 sur les mois d t juillet et ao t pour cette condition de d bit r server au fleuve H rault 170 l s Des conditions de d bit r server sup rieures a 170 l s conduiraient des diminutions plus faibles du d bit de l H rault Les d ficits d coulement calcul s pour l H rault dans l hypoth se d un d bit r serv restituer de 170 l s apparaissent par ailleurs plus faible que l erreur qui est associ e a la mesure du d bit de l H rault au Moulin de Bertrand 10 au moins BRGM RP 54865 FR Rapport final 111 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Tableau 10 Variation du debit de l H rault QMNAS quinquenal sec estim l aval des Cent Fonts dans l hypoth se d un debit r serv restituer gal a 170 l s lorsque les sou
276. rstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Critere de d bit r serv 300 Run3 baseAEP 100 Contexte hydrologique Median 7 RAA NIET D 3000 IA 50 2500 m E 2000 AN eS i o 2 1500 5 O gt 8 150 1000 200 500 NIN 0 250 1 janv 2 mars 1 mai 30 juin 29 ao t 28 oct 27 dec naturel sans pompage Q r siduel Qr serv x Q r siduel Pluie 600 100 500 90 400 80 70 300 z m 60 200 E 502 S 100 3 a 40 0 30 2 100 20 u 200 10 300 0 1 janv 2 mars 1 mai 30 juin 29 aodt 28 oct 27 d c D bit AEP Alimentation en Eau Potable sollicitation karst D bit de pompage suppl mentaire pour satisfaire la condition de d bit r serv Qr D bit total de pompage Pi zom trie calcul e par le mod le Tempo Pi zom trie calcul par le mod le num rique Mathlab Simulink Annexe Illustration 15 Evolution temporelle de la pi zom trie calcul e par les mod les en contexte hydrologique de type lt d ann e m diane Sc nario Qr serv 300 l s Qbase AEP 100 Vs 190 BRGM RP 54865 FR Rapport final Systeme karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Crit re de d bit reserve 300 Run3 baseAEP 100 Contexte hydrologique 10 ans Sec 0 50 T 100 a 00 5 150 3
277. rt par Tinfiltration de la pluie efficace sur son bassin d alimentation La superficie totale de celui ci bassin versant des pertes et zone de recharge directe est de 60 km au total dont 30 km correspondant au bassin d alimentation des pertes de la Bu ges Le volume coul aux Cent Fonts est de l ordre de 33 millions de m par an La contribution moyenne des pertes de la Bu ges l coulement des Cent Fonts est valu e a 50 La ressource en eau du syst me est consid r e comme importante avec un d bit moyen l g rement sup rieur a 1 m s Les r serves volume dynamique sont significatives avec une valeur estim e 9 millions de m sur la base de l analyse des courbes de r cession de plusieurs cycles hydrologiques Le syst me pr sente des retards a Tinfiltration li s la contribution des pertes de la Bu ges la r ponse l infiltration pluie et pertes dure 50 jours environ Le syst me karstique appara t globalement inertiel et est propice l accumulation et a la reconstitution des r serves En contexte naturel l essentiel du d bit de la source est ainsi assur par la zone noy e 79 l coulement rapide issu du r servoir pikarstique 21 96 tant minoritaire Ladouche et al 2002 En tiage s v re le d bit de la source des Cent Fonts quasi uniquement assur par la vidange de la zone noy e de l aquif re au tr s faible d bit en provenance des pertes de la Bu ges pr s BRGM RP 54865 FR
278. rvoir lt drain karstique gt 59 b Hydraulique du r servoir lt blocs 62 3 3 PRESENTATION DES RESULTATS DES CALAGES DES MODELES UT LEES PR ee T y o s 64 3 3 1 R sultats du calage du mod le lt niveau pi zom trique gt de Tempo 64 a Caract risation des r ponses impulsionnelles 64 b Contribution relative des composantes du mod le 66 c Critique des r sultats du mod le et interpr tation 67 3 3 2 R sultats du calage du mod le de r servoir coupl une solution analytiqles u alii 71 a Param tres du mod le 71 by RESULALS sara daaa aba ad da av mara 73 4 Presentation et discussion des r sultats de Pintercomparaison des deux approches de simulation 79 8 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource 4 1 INTERCOMPARAISON DES RESULTATS DES MODELES EN CONSIDERANT UNE CHRONIQUE DE POMPAGE IDENTIQUE A CELLE DU POMPAGE D ESSAI DE LONGUE DUREE DE L ETE 2005 79 A I 1 OD SSL u A 79 4 1 2 Donnees d entr e utilis es _
279. s aquif res karstiques de la moyenne vall e de l H rault Ce projet a comport plusieurs tapes successives dont le phasage a t calqu sur la m thodologie d tude des aquif res karstiques mise au point conjointement par le BRGM et le CNRS de 1997 a 2002 Phases 1 et 2 d identification et de caract risation de la structure et du fonctionnement des deux principaux aquif res karstiques de la moyenne vall e de l H rault mergeant respectivement aux sources des Cent Fonts et des Fontanilles L interpr tation des donn es acquises g ologie et d veloppement de la karstification instrumentation et jaugeage des sources et des pertes suivis hydrologiques et hydrochimiques tra ages traitement du signal etc a permis de proposer un mod le conceptuel de la structure et du fonctionnement de chacun de ces deux syst mes karstiques et notamment d valuer leurs r serves la superficie et les contours de leurs bassins d alimentation etc Le syst me karstique de la source des Cent Fonts d un d bit moyen de 1 090 l s dot de r serves mobilisables valu es 9 3 1 6 millions de m sur la base de l estimation du volume dynamique analyse des courbes de r cession de la source des Cent Fonts et disposant d un bassin versant de 60 km peu vuln rable vis vis des risques de pollution a t retenu pour la suite des tudes le syst me des BRGM RP 54865 FR Rapport final 17 Syst me karstique des Cent
280. s cesml corrig es Suivis en continu des hauteurs d eau de l H rault aux Cent Fonts Suivi manuel des hauteurs de l H rault aux Cent Fonts sce n 5 M thode A Annexe_lllustration 42 Evolution temporelle des d bits du fleuve H rault au Moulin Bertrand donn es cesml corrig es et des hauteurs d eau mesur es aux Cent Fonts depuis juin 2004 La relation qui relie le d bit de l H raut au Moulin de Bertrand aux hauteurs d eau mesur es aux Cent Fonts est de type puissance Les caract ristiques sont pr sent es sur l illustration suivante Annexe Illustration 43 Les d bits estim s suivant cette m thode sont report s dans l illustration Annexe Illustration 44 et dans le Tableau 32 BRGM RP 54865 FR Rapport final 227 eu yoddey 44 S9879 dM N MG 822 S U0 1 u 2 Sap ajis ne saainsew nea p sinejney xne uses np s uuop pue119g ap ne ap q p aljas mb uonel s gr UOHENSNII x uuy TZ 212 eel zad LS Lad 1 soujoweled s S 49N ul ue inEl H in neH X l poul np sz z s L 910 0 ro lt 9L9 9LSE MOS 1 9 1960 lu l9lJJ oo y y z S 6 0 ap JUBIOYJ9O9 y 1 o 1 5 1 8 B r juaua snfe p SjU8191209 o 5 4 Doo Los 1 3 9199196 kS6 0 ZE L 2 S 4dvX 2
281. s comme Niphargus virei sont capables de construire des terriers Ginet 1960 dans lesquels ils s enferment pour r sister la dessiccation mais cet exemple est loin d tre une g n ralit et il n est certainement pas applicable aux formes interstitielles les genres Microcharon Pseudectinosoma Proasellus Ingolfiella Clamousella Si la structure du massif m nage des poches de survie qui se d connectent puis se reconnectent au r seau principal lors de la remise en charge du massif comme dans le cas du Baget il devrait y avoir une recolonisation ulterieure Dans le cas contraire les populations de la partie exond e du massif partie limit e a certains secteurs a proximit du drain principal courent un risque de disparition 7 7 RECOMMANDATIONS PERSPECTIVES Les essais de pompage ont provoqu une mission d organismes qui correspondrait au double de celle observ e hors crues dans la litt rature Rouch et al 1968 L inventaire a permis de r colter plus d organismes en conditions post pompage que pre pompage ce qui semble indiquer qu il ny aurait pas d impact notable sur les communaut s stygobies Mais les conditions hydrologiques n taient pas comparables et le cumul des esp ces r colt es lors de l inventaire post pompage n atteint que 56 des esp ces potentiellement presentes Ce r sultat souligne donc aussi le fait que la connaissance du fonctionnement biologique d un cosyst me karstique permet
282. s de la Bu ges situ es quelques 10km de l exutoire du syst me et d autre part par l infiltration de la pluie efficace sur son bassin d alimentation La superficie totale de celui ci est de 60 km au total dont 30 km correspondant au bassin d alimentation des pertes de la Bu ges Le systeme karstique se d veloppe dans les formations dolomitiques du Jurassique moyen Bathonien d une puissance comprise entre 250 et 450 m au sein du bassin d alimentation des Cent Fonts des d veloppements de la karstification dans la formation sous jacente de l Aal nien Bajocien ne peuvent pas tre exclus La structure du r seau karstique n est reconnue que sur une longueur de quelques 250 metres dans sa partie avale au niveau de l exutoire Les caract ristiques fonctionnelles du systeme suggerent qu il est plus karstifi6 au sein de sa partie amont qu a l aval L interpr tation du pompage d essai en moyennes eaux sugg re aussi que les vides karstiques sont plus d velopp s localement au voisinage de la cote de l exutoire que plus en profondeur Une continuit existe entre la zone des pertes de la Bu ges et Pexutoire drain karstique en charge sans aucune indication de localisation et de geometrie du r seau Le volume coul aux Cent Fonts est de l ordre de 33 millions de m par an La contribution moyenne des pertes de la Bu ges a l coulement des Cent Fonts est valu e a 50 La ressource peut tre consid r e comme im
283. s du massif Les densit s de d rive ont vari de 0 1 a 12 6 ind m Ces pompages on provoqu l ass chement d une partie du r seau d connect certains drains annexes et d tourn Vexhaure de Faquifere Grace une tr s bonne connaissance du fonctionnement cologique de ce karst entre autres par le suivi de 30 crues les auteurs ont mis en vidence une tr s forte perturbation locale des communaut s de micro crustac s sur le point de pompage gouffre de la Peyrere Un an apr s l v nement les communaut s n avaient pas atteint leur point de r silience la perturbation tant encore facilement d tectable Cependant le peuplement du syst me dans sa totalit n a pas t affect en raison de la pr sence de syst mes annexes qui n ont pas t perturbes et ont jou le r le de r servoir de faune II est difficile de comparer ces r sultats aux donn es pr sent es dans ce rapport la structure du r seau karstique le volume mobilisable la taille et la distribution des populations dans un syst me aussi complexe qu un massif karstique ne permettant pas d extrapolations un autre site Cette exp rience met en vidence la n cessit d une connaissance approfondie du fonctionnement cologique du karst sollicit Le syst me du Baget a t le site exp rimental de R Rouch durant de nombreuses ann es 260 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la r
284. s modeles Cette condition de debit Qr est une condition lt limitante gt pour une exploitabilit sup rieure a 500 600 l s pour AEP selon les contextes hydrologiques et les mod les L exploitabilit du syst me karstique doit tre discut e en termes de volumes exploitables selon les diff rents sc narios abord s ainsi que les contextes hydrologiques assortis de leur p riode d occurrence Les volumes exploitables ainsi que la dur e maximale de sollicitation du systeme karstique a partir du moment ou les sources sont taries sont pr sent s et discut s dans les paragraphes 6 1 1 et 6 1 2 consid rant les r sultats des deux approches de mod lisation les r sultats de l approche par TEMPO pouvant tre qualifi s d optimistes par rapport aux r sultats par l approche de simulation num rique l aide de Matlab Simulink plus pessimistes Les conditions de d bit pour l alimentation en eau potable AEP des diff rents sc narios simul s l aide des deux mod les num riques conduisent aux volumes de pr l vement annuel suivants Tableau 9 Ces volumes sont compris entre 3 7 millions et 7 4 millions de m par ann e Tableau 9 volume annuel exprim en millions de m selon les diff rents sc narios de conditions de d bit pour Base AEP l s 100 125 150 200 Semaine de 200 250 300 400 pointe l s Volume annuel 3 68 4 6 5 52 7 36 million de m BRGM RP 54865 FR Rapport final 1
285. s plus d favorables Le d bit restituer au fleuve H rault na pas encore t d termin et devra faire l objet d une consultation sp cifique dans le cadre du SAGE H rault avec les acteurs concern s Des l ments d information ont t pr sent s dans ce rapport au sujet de l valuation de l impact d une exploitation du karst des Cent Fonts sur le fleuve H rault Des perspectives en termes d exploitabilit du syst me karstique des Cent Fonts peuvent tre formul es en prenant en consid ration les r sultats de diff rents sc narios pour des conditions hydrologiques distinctes Ces diff rents sc narios integrent des d bits r serv s a restituer au fleuve H rault compris entre 200 et 300 l s ainsi que des besoins en eau pour l alimentation en eau potable tels que pr sent s au chapitre 2 du pr sent rapport Deux approches de modelisation num rique distinctes ont t d velopp es et utilis es pour la simulation des sc narios d exploitation de la ressource du syst me karstique des Cent Fonts Les r sultats des modeles pour cing probabilites d occurrence de contextes hydrog ologiques contrast s et pour diff rents sc narios de pompage ont t inter compar s C est sur la base des r sultats du modele le plus pessimiste que des perspectives d exploitabilite du systeme karstique des Cent Fonts ont t propos s sc nario Qr 200 l s 100 l s qui conduirait pomper jusqu 400 l s
286. seil general de l H rault en prenant pour d bit moyen journalier de la semaine de pointe les valeurs suivantes 200 250 300 et 400 l s Ces d bits rentrent dans la fourchette de besoins estim es par le sch ma d partemental dans la zone d tude Les donn es de production hebdomadaire de pointe tant trop rares pour permettre une tude statistique s rieuse des coefficients de pointe hebdomadaire le sch ma d partemental fait l hypoth se que le coefficient de pointe hebdomadaire est 1 2 fois le coefficient de pointe mensuel Pour la zone moyenne vall e de l H rault et nord montpelli rain les coefficients de pointe hebdomadaire sont respectivement de 1 8 et 2 Autres donn es issues du sch ma d partemental la dotation moyenne pond r e par la population quivalente est sur le d partement de d 186 l habitant BRGM RP 54865 FR Rapport final 23 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource la demande en eau de pointe est gale a la dotation moyenne multipli e par la population quivalente multipli e par le coefficient de pointe hebdomadaire et divis e par le rendement du r seau l objectif pour 2015 est d arriver un rendement au minimum de 75 A partir des coefficients de pointe ci dessus et des chroniques de production mensuelle de quelques collectivit s de l H rault caract re rural ou urbain hors littoral o les pointes estivales sont plus prono
287. ssource Crit re de d bit r serv 300 Run3 baseAEP 125 Contexte hydrologique 10 ans Sec TI Hi 0 50 T 2 150 3 200 250 1 2 mars 1 mai 30 iuin 29 ao t 28 oct 27 d c QCF naturel sans pompage Q r siduel Qr serv x Q r siduel Pluie 600 100 500 80 400 60 T 300 9 T 200 x 100 20 2 o 0 E a 100 20 QA 200 300 0 400 60 1 2 mars 1 mai 30 iuin 29 ao t 28 oct 27 d c D bit AEP Alimentation en Eau Potable sollicitation karst D bit de pompage suppl mentaire pour satisfaire la condition de d bit r serv Qr D bit total de pompage Pi zom trie calcul e par le mod le Tempo Pi zom trie calcul e par le mod le num rique Mathlab Simulink Annexe Illustration 27 Evolution temporelle de la pi zom trie calcul e par les mod les en contexte hydrologique de type lt 10 ans Sec Sc nario Qr serv 300 l s Qbase AEP 125 l s 202 BRGM RP 54865 FR Rapport final Systeme karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Crit re de d bit r serv 200 Run3 baseAEP 150 Contexte hydrologique Median 3500 0 3000 50 2500 2 2000 100 P 1500 5 Q 150 1000 200 500 0 250 1 janv 2 mars 1 mai 30 juin 29 ao t 28 oct
288. st me karstique des Cent Fonts a d j fait l objet d un travail de recherche en 1968 par le CNRS de Moulis en Ari ge Rouch et al 1968 Le syst me a t tudi en conditions naturelles au niveau de l ensemble des griffons des regards et de la grotte pour les p riodes de novembre 1967 a f vrier 1968 et de mai et juillet 1968 Ce site est aujourd hui inclus dans le p rim tre d une Zone naturelle d int r t cologique faunistique et floristique ZNIEFF de type 910009549 Les Cent Fonts gt le bassin versant de l H rault est partiellement recouvert par une ZNIEFF de type Il 9100009548 lt Gorges de l H rault et du Lamalou qui mentionnent notamment la richesse exceptionnelle du site en crustac s souterrains et la pr sence outre du d capode Troglocaris inermis de Amphipode ngolfiella cf thibaudi et des Isopodes Sfenasellus buili Proasellus cavaticus et Sphaeromides raymondi Botosaneanu 1998 Ce site fait galement l objet d une proposition de site d int r t communautaire futur site Natura 2000 le site FR 9101388 lt Gorges de l H rault int grant la Zone de Protection Sp ciale pour les oiseaux FR 9112004 Hautes Garrigues du Montpelli rais Dans ce contexte de labellisation et de reconnaissance officielle de la qualit du site le projet d exploitation des ressources en eaux souterraines du systeme karstique des Cent Fonts a fait l objet d une premi re tude d impact TERCIA Acer
289. stantes g ographiquement De plus si on examine la distribution des 68 esp ces dans les trois aquiferes on se rend compte que 61 d entre elles 42 68 cf annexe 2 sont pr sentes dans un seul des trois aquif res ce qui souligne la forte complementarite de ces trois unit s qui de ce fait ne sont pas interchangeables 1 6 2 Faune extraite lors des pompages Les r sultats exhaustifs de echantillonnage figurent dans l annexe 3 et sont pr sent s suivant ordre tabli par le protocole De ce tableau ont t extraits les chantillons correspondant aux essais par paliers et aux pompages en continu Les donn es faunistiques ont t subdivis es en deux groupes les stygobies d une part les non stygobies d autre part Le nombre cumul d individus extraits est calcul s par ment pour les essais par paliers et pour les pompages en continu Tableau 4 et ce pour chacune des deux cat gories d organismes Dans chaque cas la densit de d rive nombre d individus ject s m ont t calcul s pour chaque chantillon Tableau 5 STYGOBIES Lors des pompages par paliers le nombre de stygobies r colt s est faible au total 6 individus dont 2 Pseudectinosoma vandeli end miques du massif et 1 Troglocaris inermis Tableau 4 Annexe 3 Ajust au d bit r el le d bit filtr est en moyenne 100 fois plus faible que le d bit r el cette valeur devient plus cons quente 600 individus la fin des 4 essais soit 24 heures de
290. ste des especes d terminantes pour la designation des ZNIEFF Les especes suivantes sont presentes aux Cent Fonts et justifient la designation du ZNIEFF en occurrence l int gration la liste des esp ces de la ZNIEFF existante Bythiospeum bourguignati Herauitiella exilis Paladilhia pleurotoma Bythinella sp La nouvelle version des cahiers d Habitats Bensettiti amp Herard Logereau 2004 d cline l habitat n 8310 milieu souterrain en quatre sous ensembles que sont les grottes BRGM RP 54865 FR Rapport final 241 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource chauves souris le r seau d interstices le milieu souterrain superficiel et les zones noy s des karsts 8310 4 Les indicateurs pour cet habitat sont les crustac s et mollusques stygobies Le r seau des Cent Fons est donc un habitat naturel d int r t communautaire au sens de la Directive Habitats qui pr lude l tablissement du r seau Natura 2000 Etant inclus dans un perimetre Natura 2000 cet habitat doit tre pris en compte dans le cadre de elaboration du Document d Objectifs correspondant ce site 1 4 PROTOCOLE EXPERIMENTAL 1 4 1 Echantillonnage pr vu Le protocole d chantillonnage initial de suivi de la faune stygobie comporte chronologiquement trois phases Tableau 1 1 un inventaire faunistique du massif avant pompage 2 une valuation qualitative et quantitative de la faune extraite
291. stygobies augmente naturellement lors des pisodes de hautes eaux Les valeurs de densit de d rive calcul es lors des pompages pourraient tre compar es avec une d rive naturelle de la faune en p riode de crue et pourraient tre assimil es une p riode de perturbation hydrologique La bibliographie offre peu de points de comparaison directe avec la faune extraite naturellement au cours des crues et la d rive li e un effet anthropique tel qu un pompage Ainsi pour une s rie de 30 crues suivies sur le syst me du Baget Rouch et al 1993 ont obtenu pour les Harpacticides des densit s variant entre 0 55 et 4 01 individus m5 ce qui correspond sur l ensemble de la communaut stygobie des valeurs variant entre 0 484 et 3 52 ind m Le syst me subissant environ 10 20 crues sur un cycle annuel plusieurs millions d individus sont ainsi perdus chaque ann e Les crues sont cependant contrairement aux pompages des v nements de courte dur e l faut galement ajouter que les crues sont des v nements qui affectent la totalit du syst me karstique avec des vitesses et des volumes d eau en jeu plus importants que lors d un pompage BRGM RP 54865 FR Rapport final 139 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource 7 6 2 Contamination par les eaux de surface L apparition tres t6t dans le processus de pompage d l ments de la faune de surface a la fois divers
292. sur les communaut s stygobiontes ont t recens s selon trois origines distinctes 1 l extraction directe d animaux un entra nement pr visible des organismes dans les turbines des pompes et leur jection l ext rieur du massif a t pris en compte La survie des organismes stygobiontes rejet s dans les eaux de surface est impossible Si le taux d extraction est trop important et d passe un seuil limite les populations encourent un risque d extinction Le seuil limite d extraction acceptable pourrait raisonnablement correspondre celui qui est observ lors des jections naturelles qui se produisent r guli rement en p riode de crue connues sous le nom de d rive ou drift et qui entrent dans un processus normal de fonctionnement de l cosyst me karstique L h morragie naturelle d organismes aux exutoires lors de crues moyennes n affecte g n ralement pas les populations des karsts sur le long terme Rouch 1980 Gibert 1986 La quantification directe de cet entra nement passif a t r alis e lors des essais de pompages sur les eaux d exhaure des modifications internes li es l abaissement rapide et cons quent du niveau piezometrique devant entrainer 2 une exondation prolong e d une partie du massif face laquelle tr s peu d esp ces disposent de strat gies de r sistance Cet effet est partiellement contr l par l inventaire post pompage pr sent dans cette tude mais l val
293. t D bit naturel des Cent Fonts D bit de l H rault 30 l s contribution de l H rault au karst lorsque les sources tarissent c est dire lorsque le d bit de sollicitation est inf rieur a 0 La fonction de sollicitation correspond la fonction de sollicitation d crite pr c demment S 2 1 2 Sollicitation QCF naturel Qpompage La fonction pr sente les valeurs suivantes Fonction de sollicitation 0 si QCF naturel gt Qpompage Fonction de sollicitation QCF naturel Qpompage si QCF naturel lt Qpompage Sila fonction de sollicitation lt alors Q H rault 30 l s 30 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource La fonction de pompage est calcul e suivant le principe m thodologique d crit precedemment 2 1 2 La description d taill e des fonctions de transfert du mod le de transfert lt niveau piezometrique et des r sultats du calage sont presentes dans le paragraphe 3 3 BRGM RP 54865 FR Rapport final 31 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource 32 Pluie eeeeeseeeseeeeeeeeeeseeeseseseeeseeeeeeeeeee eo Pluie Variable climatique D bits des pertes ececsec ec ec sc s c c c c Softie Entr e i Pluie CORRE efficace R ponses impulsionnelles Sous mod l
294. t V sollicit V sollicit V sollicit million de m3 million de m3 million de m3 million de m3 million de m3 Qr 200 l s QbAEP 100 l s Qr 250 l s QbAEP 100 l s Qr 300 I s QbAEP 100 l s Qr 200 l s QbAEP 125 l s Qr 250 l s QbAEP 125 l s Qr 300 I s QbAEP 125 l s Qr 200 l s QbAEP 150 l s Qr 250 l s QbAEP 150 l s Qr 300 I s QbAEP 150 l s Qr 200 l s QbAEP 200 l s Qr 250 l s QbAEP 200 l s Qr 300 l s QbAEP 200 l s volume cumul du 01 janvier au 31 d cembre les couleurs se r f rent aux interpr tations de Tempo non forage actuel oui avec nouveau forage 118 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Tableau 16 Dur e de sollicitation du systeme karstique des Cent Fonts pour les diff rents scenarios simul s a Faide de l approche TEMPO Probabilite d occurrence annee D cenal Trentenal gt Trentenal du contexte Mediane sec dur e de la dur e de la dur e de la dur e de la dur e de la sollicitation sollicitation sollicitation sollicitation sollicitation en jour en jour en jour en jour en jour Qr 200 l s QbAEP 100 l s Qr 250 l s QbAEP 100 I s Qr 300 l s QbAEP 100 l s Qr 200 l s QbAEP 125 l s Qr 250 l s QbAEP 125 l s pe fe fe Qr 300 l s Qr 200 l s QbAEP 150 l s Qr 250 I s Qr 300 l s Qr 200 I s Qr 250 l s QbAEP 200 l s 54 Les couleurs se referent au
295. t en fonction de la probabilit d occurrence 54 Tableau 4 Param tres des sc narios du run 1 85 Tableau 5 Param tres des sc narios du run 2 86 Tableau 6 Param tres des sc narios du run 3 87 Tableau 7 Synth se des r sultats des simulations r alis es l aide du logiciel Tempo 5 contextes hydrologiques distincts sont consid r es 98 Tableau 8 Synth se des r sultats des simulations r alis es l aide du mod le num rique d velopp sous Matlab Simulink 5 contextes hydrologiques distincts sont CONSI ku m m es ha nn sd A an na s nm sha 106 Tableau 9 volume annuel exprim en millions de m selon les diff rents sc narios de conditions de d bit pour a dead na tele ire d l n 109 Tableau 10 Variation du d bit de l H rault QMNA5 quinquenal sec estim laval des Cent Fonts dans l hypoth se d un d bit r serv restituer gal 170 l s lorsque les sources des Cent Fonts tarissent du fait de l exploitation du syst me par pompage dQ corresgond alincertitude tatin nine aline citen 112 Tableau 11 Variation de d bit de l H rault estim l aval des Cent Fonts pour une ann e hydrologique lt moyenne gt dans l hypoth se d un d bit r serv restituer gal 170 l s lorsque les sources des Cent Fonts tarissent du fait de l exploitation du syst me par pompage dQ c
296. t et lt gt 30ans sec gt Chroniques_ run3 Pi zom trie m NGF 600 500 400 300 200 100 0 Sollicitation l s Qb 100 l s 200 l s m Qb 100 l s Qr 250 l s Qb 100 l s Qr 300 l s Qb 125 l s Qr 200 l s Qb 125 I s Qr 250 l s Qb 125 l s Qr 300 l s A 00 150 l s Qr 200 l s A Qb 150 l s Qr 250 l s A Qb 150 l s Qr 300 l s Qb 200 l s Qr 200 l s O Qb 200 l s Qr 250 ls Limite forage actuel Limite Nouveau Forage Illustration 52 Evolution de la pi zom trie minimale de la semaine de pointe d ao t calcul e par le mod le Tempo en fonction du d bit de sollicitation des r serves du karst 11 combinaisons d entr e Qr ont t consid r es chroniques d entr es hydrologique du run 3 BRGM RP 54865 FR Rapport final 95 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Pi zom trie m NGF 90 70 50 30 10 40 Chroniques_ run3 m G d mo e o 100 200 300 400 500 600 700 800 Q Pompage l s Qb 100 l s Qr 200 l s m Qb 100 l s Qr 250 l s Qb 100 l s Qr 300 l s Qb 125 l s Qr 200 l s Qb 125 l s Qr 250 l s Qb 125 l s Qr 300 l s A Qb 150 l s Qr 200 l s A Qb 150 l s Qr 250 l s A Qb 150 l s Qr 300 l s Qb 200 l s Qr 200 l s O Qb 250 l s Qr 200 l s Limite forage actuel Limite Nouveau Forage
297. t de 1 6 m s au d bit total calcul Ce d bit que lon a suppos constant tout au long de l ann e correspond aux coulements de fuites et de la passe a poissons La nouvelle chronique obtenue a t confront e aux valeurs du d bit de l H rault mesur es a Laroque et aux d bits mesur s aux Cent Fonts Annexe_lllustration 41 afin d identifier les donn es aberrantes Les valeurs manifestement aberrantes de d bit ont t supprimees Le r sultat final de la donn e corrigee est reporte sur Tillustration Annexe_lllustration 41 Des l ments de statistiques descriptives sur la chronique corrig e du d bit du Moulin de Bertrand sont pr sent s ci dessous P riode du 01 01 1998 au 31 12 2005 Nbr de valeurs utilis es Nbr de valeurs ignor es Minimum 1er quartile diane me quartile Maximum Moyenne Moyenne geometrique Moyenne harmonique 9 2 BRGM RP 54865 FR Rapport final 225 jeuy yoddey 4 59879 4 922 S LMO s uuop sajniq s uuop 9661 sindep pueipeg ulinoyy ne silq p uonnloAzI Lp uonensnj x uuy semJq s uuoq s Bluuo5 seguuog 6 S0 L 0 Y Z O 60 2 12 CO CL LE LO CL LE OO CL LE 00 10 10 66 10 10 86 10 10 1400 s gu ue 1490 000001 0000001 000 00001 000 000001 29 MOSS9J uons B soLjeusos UONE NWIS sluoj jue sep
298. t est jug e acceptable 74 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource 300 5 600 250 500 T 200 400 o 3 3 150 300 3 3 100 200 3 50 y 100 0 0 27 07 28 07 29 07 30 07 31 07 01 08 02 08 03 08 Date e Observ source Simule source D bit de Pompage Illustration 40 comparaison des debits observes et simul s a la source entre le 27 juillet et le 3 aout 2005 Avec les caract ristiques hydrodynamiques des blocs obtenues dans le modele et sous r serve des quivalences possibles il est possible de calculer Illustration 41 le rayon d action et la distance maximale en de a de laquelle une limite hydraulique devrait tre situ e au sein des blocs pour tre visible au cours d un pompage de dur e t 30 2592000 196 5184000 277 7776000 339 Illustration 41 Calcul au sein des blocs du rayon d action et de la distance maximale drain limite hydraulique d une limite hydraulique visible au cours d un pompage de dur e t valeurs donn es titre indicatif tant donn les quivalences possibles sur les caract ristiques hydrodynamiques des blocs BRGM RP 54865 FR Rapport final 75 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Ceci indique que le pompage d essai de juillet ao t 2005 d une dur e approximative d un
299. taille 0 9mm photo P Marmonier 4 Fabaeformiscandona cf breuili Crustac ostracode taille 0 9mm photo P Marmonier 5 Moitessieria sp nov Mollusque Moitessienidae taille 1mm photo V Pri 6 Salentinella angelieri Crustace amphipode taille 2mm photo MJ Olivier 7 Proasellus cavaticus Crustace isopode taille 7 8mm photo J P Henry 8 Microcharon doueti Crustac isopode taille 1 2mm dessin N Coineau 9 Pseudectinosoma vandeli Crustace copepode Harpacticoide taille 0 3mm photo D Galassi 10 Parabathynella stygia Crustac Syncaride taille 1 5 mm photo T Lefebure Aquif re de Sauve 11 Graeteriella Graeteriella unisetigera Crustace copepode Cyclopoide taille 0 5mm photo T Datry 12 Ingolfiella thibaudi Crustace amphipode taille 2mm photo Mu Olivier 248 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource BRGM RP 54865 FR Rapport final 249 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Mais il est beaucoup plus delicat pour d autres groupes renfermant les diff rentes cat gories cologiques mais ne pr sentant pas de stygomorphie vidente C est le cas des groupes de Crustac s Cyclopoides Harpacticoides et Ostracodes ainsi que du groupe des Mollusques Dans cas tous les individus sont identifi s l esp ce Ainsi pour une
300. tant raisonnablement d en prevoir le comportement en conditions de stress n cessite 140 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource un chantillonnage en plus grande ad quation avec les conditions hydrologiques notamment l chantillonnage des crues que celui qui a t r alis dans le protocole de suivi des pompages Les donn es fournies dans ce rapport ont une valeur ponctuelle d expertise et n ont pas une assise statistique suffisante pour conclure de mani re certaine un effet n gligeable Un grand nombre d inconnues r side encore dans le protocole d exploitation de la ressource en eau Les effets de l abaissement durable du niveau piezometrique sur les communaut s stygobies n ont pas pu tre mesur s Il n est actuellement pas possible d appr hender cet impact sur la base des donn es collect es au cours de ce suivi de m me qu il n est pas envisageable de planifier une valuation directe de cet effet lors d ventuels pompages ult rieurs et surtout d en pr voir les cons quences en conditions d exploitation M me si l extraction d eau et de faune par l interm diaire d une pompe peut au premier abord s apparenter un processus naturel de d rive faunistique lors d une crue il s agit en fait de deux m canismes oppos s Une crue naturelle provoque un ph nom ne de chasse et une expulsion parfois massive d o
301. tation de jaugeage du BRGM Il est intervenu plusieurs jours apr s la premi re mont e des eaux dans le karst ce qui ne correspond pas une chronologie optimale pour un suivi de crue C est donc un total de 42 chantillons qui a t r alis pour ce suivi dans lequel 35 pr l vements ont t examin s et trait s Plusieurs techniques ont t mises en uvre simultan ment en vue de r aliser les inventaires de la faune au niveau des sources des cavit s p n trables et de l H rault Les techniques de pompages Bou Rouch le filet surber et les filtrages ont t utilis s dans les sources celles des appats balances de la chasse vue du filet surber et des pompages Bou Rouch dans les cavit s p n trables Les chantillons ont t regroup s par type de technique pour constituer un seul chantillon L chantillonnage de la zone hyporh ique de l H rault est r alis par pompage Bou Rouch apr s insertion d un tube cr pin 50 cm sous la surface des s diments et filtrage de l eau aspir e Pour le filtrage des eaux d exhaure deux d rivations ont t mises en place sur l une des trois conduites Pune permettant de filtrer un d bit de 4 l s et la seconde un d bit de 60 l s Les filets utilis s ont une taille de maille qui varie entre 100 et 150 um Les eaux d exhaure n tant pas turbides aucun colmatage des filets n a t constat en cours d chantillonnage La d term
302. thlab Simulink Annexe l llustration 13 Evolution temporelle de la pi zom trie calcul par les mod les en contexte hydrologique de type lt 30 ans sec Sc nario Qr serv 250 l s Qbase AEP 100 l s 188 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Crit re de debit r serv 250 Run3 100 Contexte hydrologique 530 ans Sec 3500 3000 2500 T 2000 5 R 1500 5 a 1000 500 0 1 janv 2 mars 1 mai 30 juin 29 ao t 28 oct 27 dec QCF naturel sans pompage Q r siduel Qr serv x Q r siduel Pluie 500 100 400 80 300 60 amp 200 z m A 100 40 E 7 3 20 a 100 0 2 200 300 400 40 1 janv 2 mars 1 mai 30 juin 29 ao t 28 oct 27 dec Debit AEP Alimentation en Eau Potable sollicitation karst D bit de pompage suppl mentaire pour satisfaire la condition de d bit r serv Qr D bit total de pompage Pi zom trie calcul e par le mod le Tempo Pi zom trie calcul par le mod le num rique Mathlab Simulink Annexe Illustration 14 Evolution temporelle de la pi zom trie calcul e par les mod les en contexte hydrologique de type lt gt 30 ans sec Sc nario Qr serv 250 l s Qbase AEP 100 l s BRGM RP 54865 FR Rapport final 189 Syst me ka
303. tions num riques Celles ci sont li es la capacit r duite du drain absorber durant un pas de temps horaire les fortes quantit s d eau qui s infiltrent alors dans le drain Le pas de temps de calcul a d s lors t r duit a 0 3 heures soit 18 minutes de fa on a liminer ces oscillations 3 2 4 Fonctionnement hydraulique des r servoirs a Hydraulique du r servoir drain karstique Les deux r servoirs du nouveau mod le sont d crits ci dessous e Fonctionnalit s Ce r servoir correspond au r seau de drains karstiques connect s la source des Cent Fonts et directement sollicit par le pompage d essai ll est aliment par le BRGM RP 54865 FR Rapport final 59 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource r servoir blocs contribution naturelle sollicitation et par les flux provenant de PHerault et des pertes de la Bu ges l est sollicite par le debit de pompage l poss de une fonction capacitive importante li e au stock d eau situ dans les vides constituant le drain karstique Par d bordement il fournit le d bit de la source des Cent Fonts e Description math matique Qcr Aso Qpomp Qsource Hseuil Hg Si H a gt H seuil et Qcrt Qsort Qr Qpomp gt 0 Q 82 103 268 174 H 123 754 H H 43 093 H H sinon Qsource 0 1 Si Hy gt 76 m Q 0 l s si 22 5 lt Ha lt 76m Q 30 l s si Hy lt
304. tres des sc narios du run 3 Entr e du run 3 Pluie run 3 QCF naturel estim a l aide du sous mod le de transfert lt Cent Fonts chronique de Pluie du run 3 Q pertes estim a l aide du sous mod le de transfert lt pertes chronique de Pluie du run 3 Entr es 1 Entr e 2 Commentaires Qarp base 100 l s Q reserve 10 cycles hydrologiques 200 l s etudies base 125 l s 4 combinaisons tudi es soit 40 simulations Qarp base 150 l s Qarp base 200 l s Qarp base 100 l s Q r serv 10 cycles hydrologiques 250 l s tudi s Qarp base 125 l s 4 combinaisons tudi es soit 40 simulations Qarp base 150 l s Qarp base 200 l s base 100 l s Q r serv 10 cycles hydrologiques 300 l s tudi s Qarp base 125 l s 3 combinaisons tudi es soit 30 simulations base 150 l s base 100 l s Q r serv 10 cycles hydrologiques 300 I s tudi s base 125 l s 3 combinaisons tudi es soit 30 simulations Qarp base 150 l s Total de 14 combinaisons diff rentes r sultats pour 10 cycles diff rents soit 140 fonctions de pompage et de sollicitation diff rentes BRGM RP 54865 FR Rapport final 87 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource 5 2 SYNTHESE DES RESULTATS OBTENUS AU MOYEN DU MODELE PIEZOMETRIQUE DE TEMPO Nous pr sentons Illustration 47 et Illustration 48 les
305. trie au pi zom tre P3 BSS 09635X0257 sur la p riode du 30 06 05 au 22 06 06 L volution du niveau piezometrique dans le drain des Cent Fonts est galement report e 216 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Evolution compar e Pi zom tre P5 Forage CF 30 06 05 28 09 05 27 12 05 27 03 06 25 06 06 120 100 122 Pi zom trie aux Cent Fonts 90 124 80 126 m E 70 2 128 E 60 130 i zom tre P 5 2 D Q 50 m D Aa 134 136 30 Capteur hors d eau 138 20 Annexe_lllustration 37 Evolution temporelle de la pi zom trie au pi zometre P5 BSS 09635X0255 sur la p riode du 30 06 05 au 22 06 06 L volution du niveau pi zom trique dans le drain des Cent Fonts est galement report e BRGM RP 54865 FR Rapport final 217 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Evolution comparee Piezometre P6 Forage CF 30 06 05 28 09 05 27 12 05 27 03 06 25 06 06 20 100 Pi zom trie aux Cent Fonts 90 40 80 60 70 LL 60 80 50 o 5 3 100 40 a 20 140 Pi zom tre P6 10 160 0 Annexe_lllustration 38 Evolution temporelle de la pi zom trie au piezometre P6 BSS 09635X0254 sur la p riode du 30 06 05 au 22 06 06 L volution du niveau piezometrique dans le drain des Cent Fonts est galement report e
306. ts sc narios pour chacune des chroniques d entr e de pluie consid r e run 1 run 2 et run 3 sont rassembl es dans les tableaux suivants Tableau 4 Tableau 5 et Tableau 6 La combinaison des diff rents sc narios de d bit a r server au fleuve H rault Qr et de d bit AEP conduit des pompages maximaux compris entre 400 et 700 l s notamment lors de la semaine de pointe du mois d ao t Au total 350 fonctions de pompage et de sollicitation diff rentes de un an ont t g n r es Les r sultats obtenus l aide du mod le lt pi zom trique gt de Tempo concernent au total 30 cycles hydrologiques diff rents Les r sultats permettent d tudier le comportement du syst me karstique dans des situations hydrologiques contrast es et notamment pour 9 fr quences d occurrence distinctes fr quence d occurrence de type gt 30 ans sec fr quence d occurrence de type 30 ans sec fr quence d occurrence de type 20 ans sec fr quence d occurrence de type 10 ans sec fr quence d occurrence de type d ann e m diane fr quence d occurrence de type 4 ans humide fr quence d occurrence de type 5 ans humide fr quence d occurrence de type 10 ans humide BRGM RP 54865 FR Rapport final 83 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource fr quence d occurrence de type 20 ans h
307. tur es parmi lesquelles des crustac s de grande taille tels Plsopode Sphaeromides raymondi end mique de la region nord montpelli raine et de l Ard che et des formes de plus petite taille comme l ostracode Sphaeromicola cebennica juberthiei et le cyclopoide Graeteriella Paragraeteriella vandeli tous deux end miques stricts in Ferreira 2005 d autre part pres de 20 esp ces nouvelles pour le site ont t identifi es appartenant surtout au groupe des Amphipodes des Ostracodes et des Mollusques Cette forte augmentation du nombre d esp ces r pertori s est li e au fait que lors 132 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource des prospections effectu es par Rouch et al 1968 l accent avait t mis sur les esp ces de grande taille et sur les cop podes enfin il est important de noter que 3 esp ces de Mollusques sont dites nouvelles pour la science not es n sp cad novae species description en cours et que 4 esp ces 2 Amphipodes Niphargus gallicus et Niphargus kochianus kochianus et 2 Ostracodes Pseudocandona zschokkei et une Candoninae triangulaire n ont pas t r colt es directement dans le massif karstique mais dans la zone hyporh ique de PHerault en connexion avec le karst En conclusion ce premier inventaire porterait a 44 le nombre total d especes recens es c est a dire potentiellement present
308. u 24 Comparaison des inventaires effectu s avant et apr s les pompages exp rimentaux au niveau des sources et de la cavit des Cent Fonts donn es cumul es de tous les chantillons r colt s pr sent es en abondance et en abondance relative inventaire massif Identification protocole Abondance dans les chantillons abondance relative en O PA AVANT APRES AVANT APRES GASTROPODA Moitessieria rolandiana 14 26 Moitessieria n sp 1 1 Moitessieria n sp 2 1 Bythinella sp 51 71 Heraultiella exilis 2 1 Bythiospeum bourguignati 1 4 1 02 Islamia moquiniana 10 Paladilhia pleurotoma 1 Acanthocyclops venustus westfalicus 21 7 21 43 CYCLOPOIDA Graeteriella cf boui 4 4 18 4 08 HARPACTICOIDA Ceuthonectes gallicus 6 23 MOLLUSQUES 2 17 5 59 1 86 7 14 0 62 Elaphoidella leruthi Nitocrella omega Schellencandona cf simililampadis Fabaeformiscandona cf breuili OSTRACODA Cryptocandona sp Pseudocandona zschokkei R Pseudocandona sp 4 Candoninae triangulaire 2 AMPHIPODA Niphargus virei 20 63 17 39 Niphargus laisi 1 Niphargus gallicus Niphargus pachypus 2 Niphargus kochianus kochianus 2 Niphargus juv niles ind t 1 7 Salentinella delamarei 2 Salentinella indet 2 Ingolfiella thibaudi 1 Proasellus cavaticus 2 Stenasellus buili 1 1 Faucheria faucheri 15 53 Microcharon doueti 9 9 abondance totale 98 115 322 100 100 100 CRUSTACES Richesse sp cifique 12 13 22
309. u suivi hydrobiologique de la faune stygobie r alis sur le systeme karstique des Cent Fonts lors du pompage d essai M J OLIVIER D MARTIN C BOU V PRIE avec la participation de D GALASSI amp P MARMONIER 1 1 INTRODUCTION Le massif des Cent Fonts est un syst me karstique situ en rive droite de la moyenne vall e de Herault sur la commune de Causse de la Selle H rault C est un karst binaire alimente la fois par les precipitations qui tombent sur le Causse et par les pertes de la Bu ges affluent de l H rault situ es plus de 8 km en amont Apr s la description par Fage 1937 du crustac souterrain Troglocaris inermis r colt dans Vevent de Cambou Gard puis sa d couverte dans d autres aquif res qui bordent l H rault la faune aquatique vivant dans le massif des Cent Fonts a t plus largement explor e Elle a fait l objet d un travail de recherche il y a pres de quarante ans par le laboratoire CNRS de Moulis Ari ge Rouch et al 1968 Le syst me a t tudi en conditions naturelles au niveau de l ensemble des griffons des regards et de la grotte pour les p riodes de novembre 1967 f vrier 1968 et de mai et juillet 1968 Ce site fait l objet d une ZNIEFF de type 910009549 Les Cent Fonts et le bassin versant est partiellement recouvert par une ZNIEFF de type Il 9100009548 Gorges de l H rault et du Lamalou qui mentionnent notamment la richesse exceptionnelle du site en crustac
310. uajaesy Ijopuen ejauajoesbeled eyjauajaesy sisuafjeb eyjauajoesbeled eyjauajaesy snayjeysem snisnuan sdoj9A90yyueoy snaisuas Sdoyo ooulusoy snueusys Ssdoy2 9oyjue9t aepijjauAyjyeqesed eIbA7s eyauckyjeqesed epill u uleg ds eyauAyjeg IAejap Jo ejjosnoule o Jen ueqn e3 uu q 3 ejooiwosaeyds z ds ds aealypaqgn euluopueo ds z ds euopuesopnesd ds euopuesopnes euopue2opnesd 252 euopue5opn scJ ds euopuesojdAi sipedue us euopueguaJoyos euopuegua oyos ilh lq Jo BUuopue9siuoj9eqey Jpneq u ds ejpounuajes p luH qnl ey unu les jajewejap eyjauyuajes ejjounuajes Uoebue eyjaunuales i updsp sisdobieydiny Iaa SNBIEUYAIN sndAyoed snbeydixy Snuely90 snueny90y sn61eydiN sna eb sn61eydlN Isie sn61eydiN ds u IpuowAes H u ne euiayone4 ds UOJEY20J9IN iaanes 1 ds UOIEYIOIDIN n nop uolpuoo oiyy Sn HPAB Sn l SBOlci noq snil spolci L JING sn 9seuajs puplumboui piuup s SIJIx euersanoB elylipejed eulojo majd piulIpe o J BOlUO 4 z ds u eualssayioyy
311. uation ne peut tre compl te qu partir d un suivi plus long terme 3 une intrusion d eau de surface par le lit de l H rault due une faille situ e au droit des sources dont l intensit a t valu e par l tude hydrog ologique cf rapport BRGM RP 54426 FR chapitre 5 5 4 2 Cette eau est susceptible de v hiculer des organismes et des bact ries de surface de la mati re organique des nutriments et polluants divers jusqu au point de pompage Cette intrusion peut modifier le fonctionnement biologique du terme utilis uniquement par R Rouch pour le syst me karstique alors que d rive et drift sont des termes generaux en hydrobiologie b BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource systeme La dynamique d apparition d invertebres exogenes stygoxenes indicateurs de cette contamination est abordee dans ce rapport mais les effets de telles intrusions si elles devaient devenir chroniques sur le fonctionnement de l cosyst me plus long terme n a pas t pris en compte dans le protocole de suivi mis en oeuvre Enfin la conjonction des trois ph nom nes peut accentuer la vuln rabilit de l cosyst me sur le long terme 1 3 POURQUOI UN SUIVI HYDROBIOLOGIQUE DES ESPECES STYGOBIES 1 3 1 Particularit s des esp ces stygobies en relation avec l extraction d eau Les organismes stygobies sont des esp ces originales
312. ue l on renseigne a partir du d bit qu aurait naturellement presente le systeme en absence de pompage Le tableau de donn es associ a ces illustrations est pr sent en annexe La piezometrie volue de mani re inversement proportionnelle au d bit de sollicitation des reserves du karst les plus faibles valeurs de la piezometrie tant atteinte pour les plus fortes sollicitations Sur la base de ces resultats on remarque que le niveau piezometrique atteint lors de la semaine de pointe est inferieur a la cote minimale a ne pas depasser au forage actuel pour certains des scenarios et ou contextes hydrologiques Les plus faibles niveaux piezometriques calcules pour chaque scenario consid r sont observ s pour les cycles hydrologiques les plus secs fortement d ficitaires en recharge Sur la base de l ensemble des sc narios tudi s par l approche Tempo nous avons construit un tableau synth tique Tableau 7 qui indique si les sc narios consid r s sont r alisables en fonction des possibilites 1 de Touvrage actuel et 2 dans l hypoth se d un nouveau forage plus profond de 30 m par rapport l existant forage F3 Ce tableau rassemble les r sultats obtenus pour les cycles hydrologiques de 94 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource fr quence d occurrence lt ann e m diane gt lt 10 ans sec lt 20 ans sec lt 30 ans sec g
313. uel de la source est donc de 700 l s Si les conditions de d bit r server au fleuve H rault sont inf rieures ces 700 l s Qr 300 l s par exemple il ny a pas lieu de pomper un d bit suppl mentaire pour satisfaire la condition de d bit r serv On a alors Quompage QAEP Illustration 5 Lors des p riodes de basses eaux le d bit de la source karstique des Cent Fonts est inf rieur 500 l s En contexte hydrologique d ann e fortement d ficitaire en pr cipitations et donc en recharge exemple d un contexte hydrologique de p riode de retour 30 ans secs cf Illustration 4 le d bit de la source a la mi juin est inf rieur a 350 l s A cette poque la demande en eau potable est multipli e par un facteur de 1 2 par rapport a la demande de base Dans notre exemple si le d bit de base est de 100 l s la demande en eau pour l AEP a la mi juin est donc de 120 l s Le d bit residuel des Cent Fonts serait donc alors dans cet exemple de 230 l s 350 l s 120 l s Si les conditions de d bit r server au fleuve H rault sont de 300 l s alors il faut pomper un d bit suppl mentaire de 70 l s pour satisfaire la condition de d bit r serv Le d bit total de pompage est donc de 190 l s 120 l s 70 l s C est ce qui explique que le d bit total de pompage devient significativement diff rent du d bit pour PAEP lors des p riodes d tiage Illustration 5 1 Ann e m diane 26 BRGM RP 54865 FR Rapport final
314. ult Q 30 l s 10 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Param tres de l exemple contexte hydrologique trentenal sec base AEP 100 l s d bitr serv OO S no akan ete E ene eae es 28 Illustration 6 schema de principe du modele de transfert Cent Fonts lt pi zom trie gt 32 Illustration 7 Calcul des hydrogrammes unitaires normalis s r ponses impulsionnelles de la source des Cent Fonts r ponses impulsionnelles globales du SYST ME u ucu that 0000700010 34 Illustration 8 Evolution du seuil de pluie efficace Om ga et de la pluviom trie 35 Illustration 9 Comparaison du d bit mod lis au d bit mesur a la source des Cent Fonts 85 de la variance totale expliqu e crit re de Nash 0 76 36 Illustration 10 R ponse impulsionnelle d Om ga a la pluie et FETP 36 Illustration 11 Calcul des hydrogrammes unitaires normalis s reponses impulsionnelles de pertes de la 65 U U U u u 37 Illustration 12 Comparaison du d bit mod lis au d bit mesur au pertes de la Bu ges 81 de la variance totale expliqu e crit re de Nash 0 61 38 Illustration 13 G n rateur de pluie du mod le Cent Fonts repr sention de la loi de probabilit marginale loi
315. um autour de 82 m NGF la variation relative totale lors de cette crue tant ainsi de l ordre de 5 m Variation relative des composantes Variation m Variation m 01 09 00 01 09 01 01 09 02 01 09 03 31 08 04 31 08 05 Pluie efficace Bu ges Q H rault Sollicitation Illustration 32 Evolution temporelle des contributions relatives du mod le pi zom trique de Tempo cf illustration 6 En dehors de la p riode de pompage du mois d ao t 2005 et des p riodes hivernales de recharge par les pluies efficaces la composante associ e aux d bits des pertes de la Bu ges appara t donc assurer l essentiel des variations du niveau pi zom trique mesur aux Cent Fonts Les petites crues observ es au printemps 2005 aux Cent Fonts d bit de crue de 1 5 m s fin avril d bit de crue de 0 8 m s mi juin cf BRGM RP 54426 FR Ladouche et al 2005 apparaissent donc uniquement engendrees par les pertes de la Bu ges 66 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Lors du pompage la composante associ e a la fonction de sollicitation engendre une diminution qui a atteint environ 50 m en fin de pompage fin du pompage d essai longue dur e 400 l s Le poids moyen associ a la fonction de sollicitation dans le modele de transfert est de 24 Cette valeur est comparable a la valeur du pourcentage
316. umide Dans la suite de l tude nous avons tudi plus particuli rement les r sultats pour les frequences d occurrences suivantes fr quence d occurrence de type d ann e m diane fr quence d occurrence de type 10 ans sec fr quence d occurrence de type 20 ans sec fr quence d occurrence de type 30 ans sec fr quence d occurrence de type gt 30 ans sec La synth se des diff rents r sultats obtenus a l aide de Tempo est pr sent e dans le paragraphe suivant 5 2 Sur la base des r sultats Tempo un certain nombre de sc narios de pompage fonction de pompage a t s lectionn pour l approche de mod lisation num rique d velopp e sous Matlab Simulink La synth se des diff rents r sultats obtenus l aide de ce mod le est pr sent e dans le paragraphe suivant 5 3 Les r sultats obtenus par les deux approches de mod lisation ont t interpr t s en consid rant deux configurations possibles de pompage 1 la limite de pompage du forage actuel F3 La pi zom trie en cours de pompage ne peut descendre au dessous de la cote de 27 m NGF valeur moyenne journali re de la pi zom trie Ce seuil fix 27 m NGF constitue un seuil d alerte qui indique qu il reste 8 5 m d eau au dessus de la pompe qui ne doit en aucun cas tre d noy e 2 la limite de pompage d un nouvel ouvrage plus profond ce forage n existe
317. ut Recession 11 05 00 Fin Recession 1 09 00 Coef tarissement Zone Noyee j 1 0 0035 Qo Zone noyee m3 s 0 350 Annexe_lllustration 3 BRGM RP 54865 FR Rapport final 159 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource R cession 2001 des d bits de la source des Cent Fonts 10 000 m E 1 000 O a 0 100 0 20 40 60 80 100 120 140 Tps ecoule j D bit mesur Infiltration Rapide Vidange Zone Noy e D bit total simul Infiltration Lente Tps de fin d infiltration rapide Temps de d infiltration lent D but Recession 13 05 01 Fin Recession 21 09 01 a Coef tarissement Zone Noyee j 1 0 0035 Qo Zone noyee m3 s 0 350 Annexe llustration 4 160 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource R cession 2002 des d bits de la source des Cent Fonts 10 000 m 1 000 O a 0 100 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tps coul j D bit mesur Infiltration Rapide Vidange Zone Noy e Debit total simule Infiltration Lente Tps de fin d infiltration rapide Temps de d infiltration lent J D but Recession 08 06 02 Recession 06 09 02 Coef tarissement Zone Noy e j 1 0 0035 Qo Zone noy e m3 s 0 340 Annexe_lllustration 5 BRGM RP 54
318. ution des eaux souterraines en France Sous la direction de C Guillermin amp J C Roux Ed du BRGM Manuel et M thodes n 23 262 p Juberthie C 1995 Underground habitats and their protection Nature and Environment 72 Council of Europe Press Strasbourg 160p Juberthie Jupeau L 1974 Les caract res li s l incubation chez Troglocaris anophthalmus et Troglocaris inermis Crustac s d capodes hypog s Annales de Sp l ologie 29 167 171 Juberthie Jupeau L 1975 La ponte d un crustac D capode souterrain cycle saisonnier et influence biologique Annales de Sp l ologie 30 167 171 Malard F Turquin M J 1996 Inventaire de la faune aquatique souterraine du champ captant de Cr pieux Charmy Campagnes de pr l vements du mois d a ut 1994 Rapport interne 26p Malard F Gibert J Laurent R 1997 L aquif re de la source du Lez un r servoir d eau et de biodiversit Karstologia 30 49 54 Marmonier P Dole M J 1986 Les Amphipodes des s diments d un bras court circuit du Rh ne logique de r partition et r action aux crues Sciences de l eau 5 461 486 Reygrobellet J L Luczyszyn H 1993 Investigations hydrobiologiques sur la nappe Forage F3 alimentant la station de pompage d Arcine AEP du syndicat et sur le ruisseau d Arcine Domaine Hydrog ologiqueAgence de l Eau RMCn 542 34p Rouch R 1970 Le syst me karstique du Baget Le ph nom ne d h morragie au niveau de l exutoire principal
319. volutions temporelles des fonctions de pompage et de sollicitation des r serves du karst pour deux situations hydrologiques tr s d ficitaires de fr quence d occurrence de 30 ans 30 ans sec Dans le cas de l Illustration 47 les premi res crues automnales se produisent au d but du mois de septembre tandis que dans Tlllustration 48 les premi res crues automnales se produisent plus tardivement d but octobre Ces deux exemples permettent d illustrer deux situations diff rentes Dans le premier cas Illustration 47 la piezometrie minimale est observ e lors de la semaine de pointe du mois d ao t debit de pompage 400 l s dans cette exemple Lorsque les crues automnales tardent venir la piezometrie minimale atteinte lors du pompage peut tre observ e bien apres la semaine de pointe du mois d ao t cf Illustration 48 Dans la suite de Petude nous examinerons donc plus particulierement la situation du systeme pour deux p riodes distinctes a savoir 1 a la fin de la semaine de pointe du mois d ao t vers le 21 ao t et 2 juste avant les premi res crues d automne qui se produisent g n ralement dans le courant du mois de septembre ou au d but du mois d octobre mais qui peuvent apparaitre certaines ann es bien plus tardivement en d cembre par exemple Ceci a t observ en 1998 sur le systeme des Cent Fonts les premi res crues ne se sont produites qu a la fin d cembre Dans les deux exemples pr sent
320. vrage de produire plus de 5 millions de m pour une probabilit d occurrence de 30 ans lt sec dont 4 7 millions de m pour l AEP Le pourcentage de volume annuel d eau du systeme des Cent Fonts a restituer a PHerault est compris pour les diff rents sc narios entre 23 et 27 par rapport au volume total pompe Le volume annuel sollicit au sein du syst me karstique lorsque les sources tarissent est exprim au sein du Tableau 19 tout comme la dur e de cette sollicitation Tableau 20 Celle ci est d autant plus grande que la probabilite d occurrence est grande ainsi pour le sc nario Qr 200 l s et Qb AEP 100 l s la 120 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource dur e de sollicitation exprim e en jours atteint plus de 80 jours pour la probabilit d occurrence sup rieure a 30 ans sec Le volume annuel sollicit sur le systeme karstique exprim en millions de m5 correspond au volume sollicit sur le syst me karstique alors que celui ci ne permet plus un coulement naturel au niveau des griffons pour les sc narios correspondant a une exploitation possible avec le forage actuel et pour un d bit total n exc dant pas 400 l s le volume annuel sollicit n exc de pas 1 1 millions de m pour des conditions hydrologiques caract ris es par une probabilit d occurrence jusqu plus de 30 ans lt sec Pour le sc nario Qr
321. w pe nesanou mo ene uou ui 0 nesanou dare Ino janyoe uou w pe ne anou mo janyoe uou w pe ne Anou 994 Mo janyoe uou w og ne anou Mo janyoe uou w og abelo ne anou 994 Ino janyoe uou w pe ne Anou mo uou 2140790 l seide song w pe eBesoy nesanou dene mo uou ui pe ne Anou dae mo enjoe uou w pe ne Anou dae mo enjoe uou w pe eBesoy ne Anou dene mo uou ui pe ne Anou dae Ino enjoe uou ui pe nesanou 984 mo enjoe uou w 0 eBesoy ne Anou dae mo Jenyoe uou 1008 p sjow ap 995 EUSJU9IL lt w 064 nesanou dene mo enjoe uou w 064 nesanou dene mo janye uou w pe ne Anou 984 mo enjoe uou w pe ne Anou 994e mo enjoe uou w pe eBesoy ne Anou 984 mo enjoe
322. x interpr tations de Tempo non forage actuel oui avec nouveau forage BRGM RP 54865 FR Rapport final 119 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource 6 1 3 Exploitabilite du systeme karstique des Cent Fonts a partir des r sultats du modele num rique d velopp sous Matlab Simulink Les volumes annuels du 01 janvier au 31 d cembre volume total pomp volume pomp pour Qr et volume sollicit au sein du systeme karstique lorsque les sources sont taries ont t calcul s pour les diff rents sc narios simules l aide du mod le num rique d velopp sous Matlab Simulink ainsi que pour les 5 probabilites d occurrence du contexte hydrologique De m me la dur e de sollicitation du systeme dur e de la p riode pendant laquelle les sources des Cent Fonts sont taries exprim e en jours pour les diff rents scenarios et probabilites d occurrence a t calcul e L ensemble de ces donn es est repr sent au sein de tableaux de synth se Ces tableaux de synth se Tableau 17 Tableau 18 Tableau 19 et Tableau 20 permettent de faire les commentaires suivants Avec le dispositif actuel pour un d bit Qr inf rieur ou gal a 200 l s et un d bit de base pour l alimentation en eau potable de 100 l s 200 l s en pointe soit un d bit total de pompage en p riode de pointe de 400 l s le volume annuel total pompe est de 4 5 millions de m5 Le scenario ne peut
323. xpulsent en continu et de mani re naturelle de la faune stygobie Cette d rive chronique a t mesur e par Rouch et al 1968 sur le massif des Cent Fonts pour un d bit total des sources estim 300 450 litres s lors des mois de mai et juillet 1968 Tous les griffons tant pris en compte les auteurs valuent de 600 1000 individus jour le nombre d organismes extraits de mani re naturelle du karst Dans le cas du pompage exp rimental si l on arrondit 47 jours la dur e des filtrages le nombre de stygobies expuls s par la pompe serait d environ 1900 individus par jour soit pr s de deux fois plus que l valuation en conditions standard Tableau 8 Faune stygobie extraite du massif lors de la crue de Janvier 2006 donn es cumul es Comparaison avec les pompages esp ces stygobies pompages crue Moitessieria n sp 1 8 Islamia moquiniana 9 Acanthocyclops venustus vvestfalicus sb 83 326 Graeteriella cf boui sb 456 193 0 Kieferella delamarei sb 14 131 Ceuthonectes gallicus sb 63 Nitocrella hirta hirta sb 1 a Nitocrella omega sb 1 1 Pseudectinosoma vandeli 227 Schellencandona cf simililampadis 18 71 Fabaeformiscandona cf breuili 3 Pseudocandona sp 38 Mixtacandona sp 1 Niphargus virei 4 75 Niphargus laisi 1 Niphargus juv niles ind t 2 Salentinella indet 1 Salentinella angelieri 1 1 Ingolfiella thibaudi 5 Faucheria faucheri 20 Microcharon doueti 2 8 Troglocaris inermis 1 Clamousella delayi
324. xutoire principal Annales de Sp l ologie 25 665 709 Rouch R 1977 Considerations sur l cosyst me karstique Comptes Rendus de l Acad mie des Sciences de Paris 284 1101 1103 Rouch R 1980 Le syst me karstique du Baget X La communaut des Harpacticides Richesse sp cifique diversite et structures d abondances de la nomocenose hypogee Annales de Limnologie 16 1 20 Rouch R 1982 Le systeme karstique du Baget XII La communaut des Harpacticides Sur l interd pendance des nomocenoses pig e et hypog e Annales de Limnologie 18 41 54 Rouch R Juberthie Jupeau L Juberthie C 1968 Recherches sur les eaux souterraines 3 Essai d tude du peuplement de la zone noy e d un karst Annales de sp l ologie 23 4 717 733 Rouch R Pitzalis A Descouens A 1993 Effets d un pompage a gros d bit sur le peuplement des Crustac s d un aquif re karstique Annales de Limnologie 9 1 15 29 Samani N and Ebrahimi B 1996 Analysis of spring hydrographs for hydrogeological evaluation of karst aquifer system Theoretical and applied karstology journal vol 9 March April pp 97 112 Schoen R Ladouche B Cubizolles J Aquilina L et Bakalowicz M 1999 Caracterisation du fonctionnement des systemes karstiques nord montpelli rains Volume 2 Moyens mis en ceuvre Rap BRGM R 40748 Volume 2 69 p 22 fig 1 annexe 1 fig 12 tab Schoen R Bakalowic M Ladouche B et Aquilina L 19
325. zom trique de Tempo en contexte hydrologique d ann e fortempent d ficitaire probabilit d occurrence de type lt gt 30 ans sec gt Sc nario Qr serv 200 l s Qbase AEP 100 Vs BRGM RP 54865 FR Rapport final 91 Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Sc nario Qr 200 l s QbAEP 100 l s D bit I s 100 15 avr 15 mai 14 juin 14 juil 13 ao t 12 sept 12 oct QCF gt 30 ans Sec u QCF 30 ans sec A QCF 20 ans Sec QCF 10 ans Sec QCF m diane Qreserve Sc nario Qr 200 l s QDAEPz100 l s Augmentation D bit l s Diminution 200 15 avr 15 mai 14 juin 14 juil 13 ao t 12 sept 12 oct gt 30 ans Sec m 30 ans sec A 20 ans Sec x 10 ans Sec x m diane Illustration 49 Evolution des d bits naturels de la source des Cent Fonts pour diff rents contextes hydroclimatiques et volution temporelle de la diff rence d coulement engendr e par les pompages par rapport aux situations naturelles Sc nario Qr 200 l s 100 Is 92 donn es d entr es du run 3 BRGM RP 54865 FR Rapport final Syst me karstique des Cent Fonts Simulation de sc narios de gestion de la ressource Sc nario Qr 250 I s QbAEP 100 l s 150 c x E 100 s E 2 o 50 2 Goo as lt ss 0 C Y s 5 50 Es 8 100 E 5 150 E 5 o

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