Érosion hydrique et transferts des pollutions diffuses d'origine agricole vers la nappe de la craie : application au littoral du bassin Artois Picardie

par Geoffroy Vincent

Thèse de doctorat en Génie civil

Sous la direction de Henri Maillot.

Soutenue le 15-12-2008

à Lille 1 .


  • Résumé

    Dans le cadre d'une gestion rationnelle des ressources en eau souterraine, il est nécessaire, pour comprendre leur fonctionnement, d'intégrer la composante «eau de surface» et ses transferts superficiels liés à la topographie. La préservation de la qualité de cette eau passe donc par la prise en compte des paramètres intrinsèques et extrinsèques du bassin d'alimentation de la nappe. Dans un premier temps, sur la base de travaux antérieurs réalisés au sein du Laboratoire de Mécanique de Lille (L.M.L., U.M.R. 8107), nous avons développé une méthodologie s'appuyant sur : -l'hydrologie du ou des bassins versants ruraux, -la vulnérabilité à une pollution diffuse de la nappe sous-jacente, -l'activité anthropique ou naturelle de surface, -les phénomènes érosifs affectant le bassin versant et les transferts de molécules qui en découlent. Dans un deuxième temps, nous avons appliqué ces modèles à l'étude d'un aquifère crayeux du bassin Artois Picardie alimentant la galerie captante du village côtier de Wissant (Pas de Calais, France). Ceci nous a permis de tester et de choisir des modélisations adaptées au contexte typologique de ce massif crétacé caractéristique de la région. Ces méthodes ont ensuite été combinées à l'aide d'un SIG afin de représenter la répartition spatiale des écoulements préférentiels, leur lien avec l'érosion et les zones d'accumulation et d'infiltration potentielles vers la nappe. Ce travail apporte des éléments de réponse à la question: «les pertes en sol des bassins versants ruraux ont elles un impact significatif sur la vulnérabilité de la nappe phréatique sous jacente ?». De plus, il met en évidence l'importance de la prise en compte des paramètres géomorphologiques et pédologiques dans l'élaboration d'une stratégie de protection des nappes d'eau souterraine, notamment en ce qui concerne le positionnement des flux polluants dans les modèles mathématiques de simulation, outils d'aide à la décision en matière de gestion optimisée des nappes. Cette méthodologie a été utilisée dans le cadre d'une étude pluridisciplinaire des ressources souterraines en eau alimentant la ville de Calais (Pas de Calais, France). La modification de l'indice de vulnérabilité DRASTIC par intégration du facteur d'atténuation (Af) des molécules polluantes a été testé. La réponse de ce nouvel indice a permis de dresser à l'aide d'un SIG une cartographie plus précise de la vulnérabilité de la nappe aux produits phytosanitaires. Sur le bassin de Guînes, ce modèle a été employé pour quatre molécules : le Prosulfuron, l' AMPA, l' Atrazine et la DEA.

  • Titre traduit

    Water erosion and agricultural non-point pollutions transfers to the chalk aquifer : application on Artois Picardie littoral watersheds


  • Résumé

    To manage rationnally groundwater ressources, it is necessary to take into account the "surface-water" component and the slight transfers linked ta topography. The preservation of the quality of this water relies on the knowledge of both the inner and outer components of the groundwater watershed area. On the basis of previous works achieved within the Lille Mechanichs Laboratory (LML, UMR 8107), we have developed a methodology based on : -the rural watershed hydrology, -the vulnerability linked to a diffuse pollution of the underlying groundwater, -the surface anthropogenic and natural activity, -the erosion phenomena in the watershed and the consecutive molecule transfers. ln a second time, we have applied these models to the Artois Picardie basin (North of France) chalky aquifer wich supplies the coastal village of Wissant. This allowed us to test and select the models best suitable for the typology of the cretaceous characteristic area. These methods were then combined with a GIS to display the spatial distribution of preferential flows, their connection to erosion and the areas where they pile up and can potentialy infiltrate the groundwater. This work partially answers the question : do the soil losses of rural catching areas have a negative impact on the vulnerability of the groundwater? Moreover it stresser how important it is to take into account the geomorpholgical and soil parameters when setting up a strategy of underground ressources protection. This is particularly true for the positioning of polluting flows in mathematical simulation models which constitute a real decision tool concerning the optimized management of groundwaters. This methodology has been used too in a multidisciplinary study on underground water ressources supplying the city of Calais (Pas de Calais). The DRASTIC index modification by the integration of the attenuation factor Af for pesticide has been used. This new index shows a more accurate groundwater vulnerability to pollution by pesticide on the maps. This vulnerability have been studied on the chalk aquifer of Guînes hills with four molecules : Prosulfuron, AMPA, Atrazine and DEA.


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Informations

  • Détails : 1 vol.(141 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 124-130. 127 réf.

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  • Bibliothèque : Université des sciences et technologies de Lille (Villeneuve d'Ascq, Nord). Service commun de la documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 50376-2008-283
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