Fonctionnement de l’hydro-système, interactions et cheminements des eaux naturelles et de la n-nitrosomorpholine dans le secteur de la Faille de Lillebonne – Fécamp (76)

Face à la persistance de la pollution dans le milieu naturel, le groupe technique de suivi de la pollution a décidé de lancer une étude visant à mieux comprendre comment fonctionne l’hydro-système de la craie ( nappe + rivières) dans le secteur de Bolbec et en aval, de manière à pouvoir mieux appréhender les cheminements possibles que peuvent emprunter la MOR et la NMOR dans leur migration vers les captages AEP , afin ensuite d’avoir les éléments nécessaires pour mettre en place les mesures du suivi et de protection nécessaires les plus adaptées.
L’étude a été confiée au BRGM .

Pour mettre en évidence les différentes voies de transferts potentielles des foyers de pollution vers les captages, l’étude a été décomposée en 2 phases.

La première phase de l’étude a consisté à (1) synthétiser et analyser les données géologiques existantes et (2) mettre en œuvre des investigations géophysiques et géologiques visant à mieux comprendre la structure et la nature du sous-sol au sein duquel l’eau contaminée circule. Cette première phase de l’étude a fait l’objet du rapport BRGM /RP-67087-FR en mai 2019.

La seconde phase de l’étude, a notamment consisté à réaliser les investigations de terrain suivantes :

• Investigations géologiques complémentaires et mise en œuvre d’un réseau de piézo-qualitomètres,
• Investigations hydrologiques et hydrogéologiques (mesures piézométriques, jaugeages de sources et de rivières, nivellement des lignes d’eau des rivières, …).
• et à synthétiser l’ensemble des données des deux phases.
  Cette seconde phase de l’étude a fait l’objet du rapport BRGM / RP-69139-FR en novembre 2020.

Phase 1 : Ces investigations géophysiques et géologiques ont permis d’améliorer notre connaissance du contexte géologique et structural entre Mirville au nord et Lillebonne au sud, et particulièrement dans le secteur de Bolbec. Ainsi, la corrélation des données géologiques et géophysiques a permis de proposer un nouveau schéma structural, qui met notamment en évidence :

• la structure en « faisceau » de la structure de Fécamp-Lillebonne, qui délimite des blocs parfois basculés ;
• la présence d’une structure antiforme faillée calée sur le bord nord-est surélevé de la structure, axée N150°, à l’origine de la remontée en sub-surface des formations de la base du Crétacé supérieur et du Crétacé inférieur ;
• la présence de structures en « graben », orientées NE-SO et axées sur les vallons de la Fontaine Palfray et de Bolbec.
  Ces investigations ont ainsi mis évidence des structures jusqu’alors inconnues qui compartimentent le sous-sol du secteur de Bolbec et conditionne fortement les écoulements des eaux souterraines.

Phase 2  : Cette seconde phase d’investigation terrain, ainsi que les relevés terrain menés de manière parallèle par Ragot (Ragot 2020) ont mis en évidence un système faillé complexe dont la géométrie évolue dans l’espace. Chacune de ces structures faillées peut jouer le rôle de drain pour les écoulements, d’autant plus lorsqu’elles traversent les formations carbonatées au sein desquelles la dissolution va agrandir les fractures et accentuer par karstification le rôle de drain. L’analyse croisée des données hydrodynamiques acquises (cartes piézométriques, cartes des lignes d’eau, campagnes de jaugeage), des résultats des sondages géologiques ainsi que d’autres observations hydrogéologiques (artésianisme, résultats d’essais de pompage résultats d’essais de traçage, …) ont permis de caractériser les relations nappes /rivières et de mettre en évidence des zones de pertes en rivière au niveau des systèmes faillés. L’exploitation ensuite des données du suivi de la pollution en MOR et NMOR a permis de conforter le fonctionnement de l’hydrosystème associé au système faillé Fécamp-Lillebonne.

Une synthèse des différentes voies de transfert et du cheminement de la pollution en MOR/NMOR a été établie en prenant en compte à la fois les écoulements matriciels (définis par l’interprétation des cartes piézométrique ) mais également les circulations fissurales et karstiques (mise en évidence par la cartographie du système faillé, les résultats des expériences de traçage, l’analyse des résultats du suivi de la pollution, …).

Sur la base de ces nouveaux éléments de connaissance, des recommandations ont pu être établies concernant les mesures adaptées à mettre en place pour protéger les captages AEP et pour optimiser le suivi de l’évolution de la pollution.

Pour en savoir plus :

• Rapport phase 1 : BRGM /RP-67087-FR en mai 2019 : http://infoterre.brgm.fr/rapports//RP-67087-FR.pdf
• Rapport de phase 2 BRGM / RP-69139-FR en novembre 2020 : http://infoterre.brgm.fr/rapports//RP-69139-FR.pdf
• Communication au 22^es journées techniques du Comité Français d’Hydrogéologie de l’Association Internationale des Hydrogéologues. « Hydrogéologie de la craie » Le Havre, mai 2018 : https://hal-brgm.archives-ouvertes.fr/hal-02262164/document

Bibliographie :

• David, Pierre-Yann ; Meire, Baptiste ; Pennequin, Didier ; Jallais, Nolwenn ; Bault, Violaine ; Idee, Erwan ; Albinet, Rémi ; Belbeze, Stéphane ; Ragot J. (2020) - Fonctionnement de l’hydro-système, interactions et cheminements des eaux naturelles et de la n-nitrosomorpholine dans le secteur de la Faille de Lillebonne – Fécamp (76) – Volet hydrogéologique - Rapport final . BRGM /RP-69139-FR, 443 p., 14 annexes, 1 volume s
• Meire, Baptiste ; Portal, Angélie ; Jacob, Thomas ; Paquet, Fabien ; Bitri, Adnand ; Mathieu, Francis ; David, Pierre-Yann (2019) - Fonctionnement de l’hydro-système, interactions et cheminements des eaux naturelles et de la n-nitrosomorpholine dans le secteur de la Faille de Lillebonne - Fécamp (76) - Volet géologique et géophysique. Rapport final. BRGM /RP-67087-FR, 175 p.
• Baptiste Meire, Pierre-Yann David, Thomas Jacob, Angélie Portal, Fabien Paquet, et al.. Détail d’une structure régionale majeure par méthodes géophysiques combinées - cas de la faille de Fécamp-Lillebonne (Seine-Maritime, France). 22^es journées techniques du Comité Français d’Hydrogéologie de l’Association Internationale des Hydrogéologues, May 2018, Le Havre, France. ⟨hal-02262164⟩