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O-ZNS -Observatoire des transferts dans la Zone Non Saturée

PRESENTATION

Le calcaire de Beauce correspond à l’extension d’un lac formé entre l’Eocène moyen (43 millions d’année) jusqu’au début de Miocène (25 millions d’années). Le réservoir aquifère de la Beauce est constitué principalement de calcaires empilés selon une sédimentation qui peut atteindre 200 m d’épaisseur au centre du bassin et qui forme une cuvette dont le fond est d’argile imperméable reposant sur les niveaux de la Craie. Le complexe aquifère des calcaires de Beauce, système hydrologique d’intérêt stratégique pour la Région Centre, s’étend sur environ 9000 km² et s’écoule vers le bassin de la Seine ou vers celui de la Loire. Libre sur sa majeure partie, la nappe est réalimentée directement par l’infiltration des eaux de pluie qui constitue son unique ressource en eau et représente un apport moyen d’environ 900 Mm3/an, dont plus de la moitié sont prélevés pour les activités anthropiques et principalement l’agriculture (~ 450 Mm3/an) et l’alimentation en eau potable des communes de Beauce (~ 100 Mm3/an). Les calcaires de Beauce sont intensément fracturés et absorbent rapidement toutes les eaux de surface, créant un réservoir à caractère continu. La nappe de Beauce, majoritairement libre, est ainsi très vulnérable aux pollutions d’origine anthropiques et notamment vis-à-vis du paramètre nitrates. En effet, malgré la mise en place de la Directive Nitrates (91/676/CEE), celle-ci témoigne en effet d’une situation défavorable ou préoccupante avec des teneurs généralement élevées (> 50 mg.L-1) et dont la tendance est encore à l’augmentation. Les conséquences des programmes d’actions sur l’amélioration de la qualité des eaux souterraines, sont ainsi peu visibles, en tout cas nettement moins que pour les eaux de surface. Cela est expliqué au travers de l’inertie de fonctionnement d’une nappe phréatique, induite par des vitesses moyennes de migration de l’eau dans les sols et la zone non saturée (ZNS) estimées à hauteur d’environ un à deux mètres par an, ce qui revient à une durée moyenne de dix à vingt ans pour atteindre une nappe située à vingt mètres de profondeur.

C’est dans ce contexte que la plateforme O-ZNS va consister en la mise en place d’un puits d’accès large (diamètre ~ 3-4 m) et suffisamment profond (~ 20 m) qui permettra l’instrumentation de l’ensemble de la zone non saturée jusqu’à la nappe de Beauce, à l’aide de différents capteurs et échantillonneurs et sans perturbation des conditions aux limites du système. La réalisation de cette infrastructure sera opérée en contexte agricole, chez un particulier dans la commune de Villamblain (45310, lieu-dit Les Hôtels) située à environ 30 km au Nord-Ouest d’Orléans. O-ZNS a pour objectif de suivre in situ et sur le long terme les processus physiques, chimiques et biologiques qui se déroulent au sein de la zone non saturée. La plateforme permettra d’aborder deux verrous majeurs. Le premier est relatif à l’évaluation de la performance des outils de suivi des transferts en conditions réelles de terrain, avec le benchmarking de tout type d’instrumentation dédiée à la mesure ou à l’échantillonnage non destructif de l’ensemble de la ZNS, et ce sur des durées exceptionnellement longues. Grâce aux données collectées, un second verrou lié à la compréhension de l’inertie de l’aquifère des calcaires de Beauce pourra être traité, ceci afin de mieux modéliser les effets des forçages climatiques et anthropiques saisonniers ou pluri-annuels sur la ressource en eau souterraine. Les temps de transfert des contaminants entre la surface du sol et la nappe pourront de ce fait être précisément mesurés.

EN BREF

Thème

. Chiffres clés .

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. 18

Partenaires publics et privés

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. 3

ETP au 1er janvier 2018

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. 2

Projets régionaux

#

. 200

m2 , comprenant les laboratoires de l'ISTO et emprise au sol sur la parcelle à Villamblain.

. dernières actualités .

Investigations géotechniques et mesures géophysiques préalables au creusement du puits (printemps 2017)

. Services proposés .

De nombreux moyens et/ou outils seront bientôt à disposition selon vos besoins :

  • Caractéristiques géologiques, géophysiques, géomécaniques et hydrogéologiques du sol et des matériaux de la ZNS
  • Données météorologiques du site
  • Puits d’accès en ZNS et matériel permettant d’y accéder de façon sécurisée
  • Equipements de mesure, câbles électriques, centrales d’acquisitions, logiciels d’exploitation des données et alimentation électrique
  • Equipe mobilisable pour l’ensemble des prestations de service souhaitées.

 

Les modalités de collaboration suivantes pourront ainsi être définies selon les besoins de votre projet :

  • Implantation d’un instrument à une (ou plusieurs) profondeur(s)
  • Suivi de l’altération, la perte d’intégrité, la précision, la dérive temporelle ou encore la consommation énergétique de l’instrument

 

  • Evaluation des couts réels d’utilisation de l’instrument
  • Exploitation des données fournies par l’instrument
  • Comparaison des données fournies par l’instrument avec celles de notre base de données

 

  • Projets collaboratifs (conception, réalisation, valorisation) sur financements régionaux, nationaux ou européens
  • Support de formation/démonstration. »

 

 

 

 

 

 

. Témoignage .

"En tant que PME française indépendante spécialisée dans l’instrumentation de mesure et de prélèvement pour l’étude et la surveillance de l’environnement depuis plus de 20 ans, et en tant que membre du pôle DREAM, nous portons un vif intérêt à la concrétisation du projet PIVOTS. Nous sommes porteurs d’un projet de développement d’un nouveau type de capteur d’état hydrique du sol en collaboration avec l’IRSTEA, qui nécessitera dans les années à venir de nombreux tests de caractérisation et de validation sur le terrain, où la plateforme O-ZNS pourra nous être très utile." Raphaël PENO-MAZZARINO Product manager Agronomy & Environment Dept. SDEC

Raphaël Peno-Mazzarino, responsable du département « Environnement » de SDEC France

 

. projets en cours .

. Publication Scientifiques .

Pivots
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Retrouvez l'ensemble des publications scientifiques de la plateforme O-ZNS

Liste des publications

Alletto, L., Benoit, P., Justes, E., Coquet, Y., 2012.

. Vidéo .

. CONTACT O-ZNS .

Arnaud ISCH

Ingénieur de recherche, responsable de la plateforme O-ZNS - 02.38.49.46.65 - arnaud.isch@cnrs-orleans.fr

ISTO UMR 7327 - CNRS/Université d'Orléans - 1A rue de la Ferollerie - 45071 Orléans CEDEX 2