Mouvements de la nappe

Les niveaux piézométriques, pour les 3 piézomètres implantés autour de l étang (Figure 59) ont été mesurés tous les mois, depuis mars 2001, à partir du haut des piézomètres au moyen d une chaîne graduée dont l extrémité est équipée d une lampe qui s allume au contact de l eau.

Figure 59 : Représentation schématique de l étang du Rouillard rappelant l emplacement des 3 piézomètres (∆) implantés autour de l étang.

La profondeur mesurée est ensuite calibrée grâce aux mesures de niveau topographique effectuées par les équipes de la subdivision Qualité et police des eaux des services de navigation de la Seine de Bougival. Les valeurs des hauteurs d eau et les niveaux topographiques du haut des 3 piézomètres sont présentées Figure 60.

16,8 17,0 17,2 17,4 17,6 17,8 18,0 18,2 18,4 18,6 5/3/00 5/6/00 5/9/00 5/12/00 5/3/01 5/6/01 5/9/01 n iv e a u N G F 6 9 (m )

Piézo 1 Piézo 2 Piézo 3

CRUE

Figure 60 : Evolution temporelle des cotes piézométriques (niveau NGF 69 en mètres) autour de l étang du Rouillard (piézomètres 1, 2 et 3).

La tendance qui se dégage des niveaux piézométriques est la suivante : le niveau du piézomètre 2 (situé en amont de l écoulement de la Seine et du côté de la Seine) est toujours plus élevé. Dans les nappes, il existe un écoulement d eau s il existe une différence de niveau piézométrique. Dans ce cas, l eau coule du niveau le plus haut vers le niveau le plus bas. Si nous observons les niveaux piézométriques (Figure 60) au niveau de l étang du Rouillard, il semble qu il y ait 2 axes de mouvement de la nappe. L un qui suit l écoulement de la Seine

Evolution de l étang du Rouillard pendant la mise en dépôt des matériaux de dragage du bassin de la Seine

(du piézomètre 2 au piézomètre 1), et l autre perpendiculaire à cet axe, partant de la Seine (du piézomètre 2 vers le piézomètre 3).

La vitesse d écoulement est donnée par la loi de Darcy (Gaujous, 1995 ; Sigg et al., 1992) :

V = -K . i

Avec V : vitesse d écoulement (m/s)

K : perméabilité du milieu ou conductivité hydraulique (m/s) i = (HB-HA)/d : gradient de niveau piézométrique (cf. Figure 61)

H

H

niveau

piézométrique

distance d

Figure 61 : Représentation schématique des paramètres utilisés dans la loi de Darcy.

Afin d effectuer des bilans hydriques concernant les transferts de volumes d eau de l étang vers la nappe, de la Seine vers la nappe, de l étang vers la Seine nous avons souhaité calculer des débits infiltrés selon Tassin B. (Communication personnelle) :

Q= K . i . S

Avec Q = débit d échange (m³/s) S = surface d échange (m²)

Nous avons estimé le coefficient de perméabilité du milieu K = 1.10^-4 m/s, coefficient théorique pour un sable très fin (Dupont, 1965). En effet, le sol au travers duquel les éventuels échanges avec l étang se produisent est de nature sable argileux (cf. Chapitre 3). Le seul débit que nous pouvons calculer avec les données dont nous disposons est le débit d infiltration latérale entre l étang et la Seine. Le sens d écoulement va de l étang vers la Seine lorsque cette dernière a un niveau inférieur au niveau du dépôt, et inversement.

Seine

Étang

d

H

H

Figure 62 : Application de la lo i de Darcy à l écoulement entre l étang et l eau de Seine dans le cas où l étang se situe au dessus de la Seine.

La surface d échange prise en compte ici est la longueur de l étang (600 m) multipliée par la hauteur d échange (H_A H_B) (voir Figure 62). Les résultats présentés dans la Figure 63 montrent qu en période estivale, l infiltration aurait lieu de l étang vers la Seine et qu en période hivernale, l infiltration aurait lieu de la Seine vers l étang.

-100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 26^/5/ 00 13^/7/ 00 7/8^/00₂₈/8/⁰⁰ 11^/9/ 00 29^/9/ 00 16^/10 /00 30^/10 /00 20^/11 /00 4/1^2/0 0 18^/12 /00 16^/1/ 01 23^/1/ 01 26^/1/ 01 31^/1/ 01 6/2^/01 9/2^/01₁₄/2/⁰¹ 19^/2/ 01 22^/2/ 01 m 3 /j Ecoulement de l'Etang vers la Seine

Ecoulement de la Seine vers l'Etang

Figure 63 : Volumes d infiltration entre la Seine et l étang à partir de la Loi de Darcy. Par convention, les débits positifs correspondent à une infiltration latérale de l étang vers la Seine.

Les périodes durant lesquelles la Seine alimenterait l étang incluent la période d arrêt des dépôts de MD. Si nous extrapolons ces résultats à l ensemble de la période étudiée, nous pouvons estimer les volumes totaux infiltrés entre la Seine et l étang. Le bilan global entre la Seine et l étang est de environ 16000 m³. Le signe - indique que globalement, la Seine a alimenté l étang. 16 17 18 19 20 21 22 23 20/03/00 20/06/00 20/09/00 20/12/00 20/03/01 20/06/01 20/09/01 n iv e a u N G F 6 9 (m )

Niveau Etang (m) Niveau Seine (m) Piézo 1 Piézo 2 Piézo 3

CRUE

REMPLISSAGE REMPLISSAGE

Figure 64 : Niveaux piézométriques, niveaux de l étang et de la Seine NGF 69.

Les équipes de EMCC ont régulièrement relevé les niveaux de l étang et de la Seine (Figure 64). En période hivernale (crues), le niveau de la Seine est plus élevé que celui de l étang. A ce moment là, la conduite qui relie l étang à la Seine est fermée par une vanne afin d éviter un retour d eau de Seine dans l étang. En période estivale, le niveau de l étang est plus élevé que

Evolution de l étang du Rouillard pendant la mise en dépôt des matériaux de dragage du bassin de la Seine

celui de la Seine. Ceci indique que le remblaiement de l ancienne gravière avec des MD a permis une certaine imperméabilisation du plan d eau qui permet à celui-ci de se maintenir au-dessus du niveau de la Seine malgré la faible distance qui sépare la Seine de l étang (une centaine de mètres hors période de crue). D autre part, cette constatation révèle un des inconvénients de ce type de site lorsqu il est utilisé comme site de dépôt de matériaux de dragage : en période hivernale et au début du printemps, l étang est susceptible d être submergé par la rivière. La crue qui a eu lieu à partir de janvier 2000 a presque totalement submergé la berge qui sépare habituellement la Seine de l étang et a entraîné une hausse du niveau de l étang telle que la digue séparant l étang remblayé (MD) de la partie non remblayée (Ref) a été elle aussi submergée (Figure 65).

Figure 65 : Photographies de l étang du Rouillard lors de la crue de janvier 2001 ; MD correspond à la partie remblayée de l étang du Rouillard, Ref correspond à la partie non remblayée de l étang.

Ainsi, à cette période, cette entrée d eau de Seine supplémentaire vient perturber le suivi de la qualité du site de dépôt en fonction du temps. Les apports ne sont plus uniquement dus au mode de mise en dépôt. De plus, l eau de la partie MD de l étang, qui présente des concentrations en nutriments plus fortes que la partie de référence Ref , s écoule dans Ref et une part de MD introduits dans la partie MD peut être remise en suspension et être également transférée vers la partie Ref . Ces phénomènes ne sont pas souhaités. Ce biais pourrait être évité en utilisant un site non submersible en période de crue (surélevé par exemple ou séparé de la berge par une bute ). Le fait d utiliser un site non accessible au public minorerait l impact des crues.

Les niveaux piézométriques sont comparés aux niveaux de l étang et de la Seine dans la Figure 64. Sur ce graphique, nous constatons que le niveau de la nappe se trouve dans la plupart des cas au dessous du niveau de l étang. L écoulement devrait donc avoir lieu de l étang vers la nappe. Il ne nous est pas possible d évaluer quantitativement les volumes

MD

MD

Ref

fiables sur la position de la nappe par rapport à l étang. Cependant, pour évaluer les transferts étang/nappe, nous pouvons nous inspirer de travaux menés dans le cadre du Piren Seine sur l influence des lacs de gravière sur la qualité des eaux (Schanen, 1998). Ce travail a montré que la présence de gravières entraîne un phénomène de mise en charge de la nappe : ce qui signifie qu il existe réellement un échange des eaux de nappe avec l étang. La présence de la gravière entraîne en fait une pression piézométrique plus forte qui entraînerait une infiltration de la nappe vers l étang. Ceci signifie également que la présence de la gravière perturbe fortement les mouvements de la nappe et donc que les mouvements que nous avons appréhendés grâce à l étude des niveaux piézométriques ne traduisent en fait qu une tendance de ces mouvements (D. Hervé, communication personnelle).