Valeurs de transmissivité de la plaine du Roussillon

Les différentes valeurs de transmissivité ont été recensées et cartographiées par Marchal [1990]. Les données d'origines sont présentées en annexe 9. Les données synthétisées sont présentées sur la figure 30, ci-après.

a. Transmissivités de l'aquifère codé 146

Pour les aquifères superficiels dénommées "nappe 2" (100 observations), les zones particuliè-rement productives se localisent dans les terrasses situées à proximité des cours d'eau (ordre de grandeur de T ≈ 10^-2 m²/s). Dans le secteur de S^t Cyprien, au sud de l'étang de Canet, les forages AEP exploitent l'horizon palustre sus-jacent aux prismes marins quaternaires (PQ2pal principalement). Dans ce secteur, cette unité sédimentologique correspond à un paléochenal du Tech particulièrement productif : T ≈ 2.10^-2 m²/s. Dans le domaine de la recherche pétro-lière, les paléochenaux sont visés en priorité pour leur productivité [Poston et al., 1984]. Par opposition, les zones situées sur le pourtour du bassin ou éloignées des cours d'eau, sont un peu moins productives (ordre de grandeur de T < 10^-3 m²/s). Par exemple, à Tressere, sur la bordure sud du bassin, la transmissivité chute à 10^-4 m²/s. Les transmissivités suivent une loi log-normale¹, seulement lorsque ces faibles valeurs ne sont pas prises en considération.

b. Transmissivités de l'aquifère codé 225 (nappe 3 et nappe 4) La transmissivité varie spatialement à l'échelle du bassin du Roussillon. Certains secteurs, mis en évidence par Marchal [1990], présentent des transmissivités plus élevées (197 observa-tions). L'origine de cette variabilité spatiale peut-être expliquée par certains facteurs géologi-ques dont l'étude a été abordée dans le travail de Duvail et al. [2001] (annexe 10) :

 au nord du Bassin, en Salanque et sur le lido de Leucate, les transmissivités de la "nappe 3" atteignent des valeurs particulièrement élevées (10^-2 m²/s à 5.10^-3m²/s). Dans ce secteur, ce sont les unités sédimentologiques du Quaternaire marin et la partie supérieure de PC qui sont exploitées sur une hauteur effective de l'ordre de 10-15 mè-tres. Cette zone, localisée au Nord du prolongement de la Faille Nord-pyrénéenne, est caractérisée par l'existence d'un double prisme quaternaire et par l'existence d'une sub-sidence Plio-quaternaire. Le dépôt-centre Pléistocène se superpose exactement avec la zone de forte transmissivité ;

 en allant vers le Sud-Ouest, dans le secteur amont de Perpignan, sur les rives de la Têt, de Nefiach à S^t-Feliu d'Avall, une zone d'une dizaine de kilomètres de longueur pré-sente des transmissivités plus élevées que la moyenne de la "nappe 4" : de l'ordre de 5.10^-3 m²/s. La "nappe 4" correspond dans cette zone aux unités sédimentologiques des prismes pliocènes marins sableux 2 et 3 (P2sab et P3sab). Cette zone productive se superpose avec l'axe de distribution des sédiments de la paléo-Têt post-messinienne. En toute logique, les sédiments situés dans le prolongement d'un axe de transit

1

Une distribution de probabilité d’une variable aléatoire X est dite log-normale si la distribution de probabilité de la variable aléatoire Y = ln X est normale.

tent une granulométrie plus grossière. Cette zone inclut également les faciès plus gros-siers rattachés à la mise en place des Gilbert Delta ;

 plus à l'Est, au niveau de l'embouchure de la Têt, aux alentours de la ville de Canet, les forages exploitent les unités du Pliocène continental. Les transmissivités de ces fo-rages sont un peu plus élevées que celles des fofo-rages localisés en amont (de l'ordre de 3.10 ^-3m²/s). Cette zone correspond à un dépôt-centre subsident au cours du Pliocène continental ;

 enfin, dans un secteur très restreint, au Sud-Est de la retenue de Villeneuve-de-la Ra-ho, les forages AEP de Montescot sont plus productifs que ceux situés à proximité. Aucune particularité géologique n'a pu expliquer cette différence ;

 à l'échelle du Roussillon, la transmissivité, ainsi que la subsidence pliocène, ont toutes deux tendance à diminuer du Nord vers le Sud du bassin.

D'une part, la subsidence d'un secteur provoque une accumulation de sédiments sur une plus grande épaisseur. En conséquence, il semble logique que les transmissivités soient plus fortes dans les secteurs subsidents. Cette théorie est vérifiée au sein des prismes marins sableux Pliocène. D'autre part, en ce qui concerne la sédimentation continentale, l'expérience géologi-que et les simulations sédimentologigéologi-ques [Edington & Poeter, 2006] tendent à prouver qu'il existe une faible connexion des réseaux fluviatiles dans le cas d'accommodation prononcée. Ce phénomène est expliqué par l'existence d'un enregistrement continu des alternances de chenaux et de plaines d'inondation. A l'opposé, lorsque l'accommodation est faible, les plaines d'inondation sont érodées : seuls les systèmes chenalisés sont fossilisés et se juxtaposent, favorisant ainsi les connexions.

En théorie, dans les zones subsidentes de la plaine de la Salanque et du secteur de Canet, les systèmes chenalisés devraient être isolés par les plaines d'inondation fossilisées. La théorie semble être confirmée par l'existence d'une forte proportion de sédiments fins par rapport aux sédiments grossiers (annexe 6). Cette information peut se révéler importante au cours de l'élaboration d'une modélisation hydrogéologique.

D'une manière générale, les conclusions de l'analyse stratigraphique et de la connaissance hydrogéologique sont en accord. Toutefois, ces deux informations sont parfaitement complé-mentaires car dépendantes l'une de l'autre : la connaissance géologique n'explique pas com-plètement les différences de productivité de la plaine du Roussillon. De même, certaines observations géologiques n'entraînent, semble-t-il, pas de particularité hydrogéologique.

Sur la plaine du Roussillon, la cartographie des réseaux fluviatiles méandriformes et des réseaux en tresse pourrait contribuer à mettre en évidence les relations hydrogéologie / strati-graphie séquentielle.

Figure 30 - Transmissivité et paléogéographie de la plaine du Roussillon Duvail et al. [2001] modifié

c. Transmissivités et unités sédimentologiques

i. Observations des unités sédimentologiques

Les valeurs de transmissivité ont été couplées à la base de données afin de déterminer les propriétés hydrodynamiques des unités sédimentologiques. Seules 138 valeurs de transmissi-vité ont pu être mises en relation avec les unités sédimentaires (tableau 7). En ce qui concerne les 159 autres valeurs de transmissivité, aucune information technique ou géologique n'a pu être obtenue.

L'exploitation concomitante des unités sédimentologiques se manifeste par la présence de 58 combinaisons¹ différentes d'unités sédimentologiques. La caractérisation hydrodynamique de chaque unité sédimentologique n'est pas envisageable avec les données disponibles.

Cependant, la représentation des données sous forme de graphique semi-logarithmique permet une première approche de la caractérisation hydrodynamique des unités sédimentologiques. Sur la figure 31, les transmissivités sont placées en abscisses et les unités sédimentologiques en ordonnées. Les unités sédimentologiques sont approximativement classées de haut en bas dans l'ordre suivant :

 prismes pliocènes marins sableux proximaux (P1sab) à distaux (P5pal) numérotés de 1 à 23 ;

 prismes pliocènes marins sableux exploités de manière concomitante avec le Pliocène continental (de P1sab-PC à P5pal-PC) numérotés de 24 à 45 ;

 Pliocène continental, numéro 46 ;

 formations quaternaires exploitées ou non avec le Pliocène continental, numéros 47 à 58.

L'ensemble des unités sédimentologiques du Pliocène et du Quaternaire correspondent respec-tivement aux aquifères 225 et 146 évoqués dans les paragraphes précédents.

Les valeurs de transmissivité respectent approximativement les groupes listés ci-dessus. Les transmissivités du Pliocène marin sableux s'échelonnent entre 2.10^-4 m²/s et 6.10^-3 m²/s. La transmissivité de ces prismes marins semble décroître depuis les prismes proximaux de l'Ouest du bassin vers les prismes distaux de l'Est du bassin.

Les transmissivités disparates du Pliocène continental sont liées à l'hétérogénéité de cette unité continentale.

Enfin, les transmissivités des unités quaternaires sont plus élevées (≈ 10^-2 m²/s) que les autres observations relatives au Pliocène. Les faibles transmissivités (≈ 2.10^-4 m²/s) sont des cas isolés sans particularités spécifiques.

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Le terme combinaison est ici utilisé pour exprimer le fait qu'un essai de pompage n'est pas représentatif d'une unité sédimentologique mais plutôt d'une combinaison d'unités.

Unités sédimentologiques ^Nombres d'observations Moyenne des transmissivités [m²/s] Écart-type des données

1 P1pal ; P1sab 1 2.00E-03

2 P1sab 2 1.80E-03 1.41E-04

3 P1sab ; P1arg 1 1.50E-03

4 P1sab ; P1arg ; Mio 1 4.10E-03

5 P2pal ; P2sab ; P1sab ; PT1sab ; Mio 1 3.00E-03

6 P2sab 1 4.50E-03

7 P2sab ; Mio 1 3.50E-03

8 P2sab ; P1sab 2 2.70E-03 2.26E-03

9 P2sab ; P1sab ; P1arg 1 3.50E-03

10 P3pal ; P3sab 1 3.20E-03

11 P3pal ; P3sab ; P2sab 1 6.00E-03

12 P3pal ; P3sab ; P2sab ; P1sab 1 2.80E-03

13 P3pal ; P3sab ; P3arg 1 3.50E-03

14 P3pal ; P3sab ; P3arg ; P2sab ; P2arg 1 4.90E-03

15 P3sab 4 3.25E-03 2.53E-03

16 P3sab ; P2sab 4 1.95E-03 1.18E-03

17 P3sab ; P3arg ; P2sab 1 1.40E-03

18 P4pal ; P3sab 1 1.40E-03

19 P4pal ; P4sab ; P3sab 1 3.20E-03

20 P4pal ; P4sab ; P3sab ; P3arg 1 3.20E-03

21 P4sab ; P3sab 1 1.80E-03

22 P4sab ; P4arg ; P3sab 1 3.00E-04

23 P4sab ; P4pal 1 3.00E-03

24 PC ; P2pal ; P2sab ; P1sab 1 3.30E-03

25 PC ; P2sab ; Mio 1 4.40E-03

26 PC ; P2sab ; P1sab 1 3.00E-03

27 PC ; P3pal 2 1.35E-03 9.19E-04

28 PC ; P3pal ; P3sab 4 2.55E-03 1.96E-03

29 PC ; P3pal ; P3sab ; P2arg 1 5.80E-03

30 PC ; P3pal ; P3sab ; P2sab 2 1.70E-03 2.83E-04 31 PC ; P3pal ; P3sab ; P3arg 1 5.30E-03

32 PC ; P3pal ; P3sab ; P3arg ; P2sab 1 2.50E-03

33 PC ; P3sab 5 2.41E-03 1.39E-03

34 PC ; P3sab ; P3arg 1 1.00E-03

35 PC ; P4pal 6 1.13E-03 7.78E-04

36 PC ; P4pal ; P3pal ; P3pal 1 1.70E-03

37 PC ; P4pal ; P3pal ; P3sab 3 2.67E-03 7.64E-04 38 PC ; P4pal ; P3pal ; P3sab ; P3arg 1 2.60E-03

39 PC ; P4pal ; P3sab 1 4.00E-03

40 PC ; P4pal ; P4sab 4 1.76E-03 7.02E-04

41 PC ; P4pal ; P4sab ; P3sab 3 1.06E-03 8.33E-04

42 PC ; P4sab 3 1.93E-03 8.02E-04

43 PC ; P4sab ; P3sab 8 1.93E-03 8.28E-04

44 PC ; P4sab ; P4arg 1 3.80E-03

45 PC ; P5pal 2 3.25E-03 3.54E-04

46 PC 30 3.25E-03 3.87E-03

47 PQ1arg ; PTQ1sab 1 2.00E-03

48 PQ1arg ; PTQ1sab ; PC 1 5.00E-03

49 PQ2pal 2 2.10E-02 1.27E-02

50 PTQ1sab ; TQ1 ; PC 1 3.90E-03

51 PTQ1sab ; TQ1PI ; TQ1 1 8.10E-03

52 PTQ2pal 1 2.50E-02

53 TQ 9 2.11E-02 2.58E-02

54 TQ1 ; TQ1Pi 2 2.50E-02 7.07E-03

55 TQ2 1 2.00E-04

56 TQ2 ; PQ1pal ; PQ1sab 1 1.70E-02

57 HC 2 2.32E-02 1.87E-02

58 HC ; PC 2 1.50E-02 0.00E+00

Total 138 5.23E-03 9.45E-03

Figure 31 - Distribution des transmissivités et des unités sédimentologiques

Les ensembles colorés soulignent les unités du Pliocène marin sableux, du Pliocène continen-tal et du Quaternaire

ii. Observations des unités sédimentologiques regroupées

Afin d'augmenter le nombre d'observations pour chaque échantillon, les unités sédimentologi-ques ont été regroupées par dynamique sédimentaire commune (eg : P3sab et P3arg regroupé sous le terme P3). Ces données sont présentées ci-dessous tableau 8. Les combinaisons d'uni-tés sédimentologiques sont réduites à 25.

Ces données sont aussi représentées sous forme de graphique semi-logarithmique. Sur la figure 32, les transmissivités sont placées en abscisses et les unités sédimentologiques en ordonnées. Les unités sédimentologiques sont classées de haut en bas dans l'ordre suivant :

 prismes pliocènes marins sableux proximaux (P1) à distaux (P5) numérotés de 1 à 11 ;  prismes pliocènes marins sableux exploités de manière concomitante avec le Pliocène

continental (de P1 ; PC à P5; PC) numérotés de 12 à 18 ;  Pliocène continental, numéro 19 ;

 formations quaternaires exploitées ou non avec le Pliocène continental, numéros 20 et 21.

Cette nouvelle représentation confirme les observations effectuées sur les données non re-groupées. De plus, les points suivants méritent d'être soulignés :

 les points à faible transmissivité du prisme P1 (en rouge sur la figure 32) sont situés à proximité des Albères, en dehors des axes de transits pliocènes ;

 la baisse de la transmissivité est bien corrélée avec l'augmentation du caractère distal des prismes pliocènes marins sableux (en vert foncé sur la figure 32) ;

 cette observation est aussi valable pour les prismes exploités de manière concomitante avec le Pliocène continental (en vert clair sur la figure 32). Dans ce cas, la transmissi-vité est la résultante des transmissitransmissi-vités du Pliocène continental (en jaune sur la figure 32) et des transmissivités du Pliocène marin sableux.

Dans le cas des aquifères du Roussillon, la décroissance de la transmissivité ne peut-être expliquée par la diminution de l'épaisseur des unités sédimentologiques d'amont en aval. Bien au contraire, dans le cas d'un bassin subsident, l'épaisseur des prismes à tendance à augmenter depuis les zones distales vers les zones proximales (figure 16, p. 68). Cette diminution de transmissivité est donc significative d'une baisse de perméabilité d'Ouest en Est.

Cette observation a déjà été mentionnée dans le cas de grands bassins sédimentaires [Person

Unités sédimento-logiques Nombres d'observations Moyenne des transmissivités [m²/s] Écart-type des données 1 P1 4 1.78E-03 2.22E-04 2 P1 ; Mio 1 4.10E-03 3 P2 1 4.50E-03 4 P2 ; Mio 1 3.50E-03 5 P2 ; P1 3 2.97E-03 1.67E-03 6 P2 ; P1 ; Mio 1 3.00E-03 7 P3 6 3.28E-03 1.97E-03 8 P3 ; P2 7 2.87E-03 1.99E-03 9 P3 ; P2 ; P1 1 2.80E-03 10 P4 1 3.00E-03 11 P4 ; P3 5 1.98E-03 1.24E-03 12 PC ; P2 ; Mio 1 4.40E-03 13 PC ; P2 ; P1 2 3.15E-03 2.12E-04 14 PC ; P3 13 2.40E-03 1.65E-03 15 PC ; P3 ; P2 4 2.93E-03 1.96E-03 16 PC ; P4 14 1.67E-03 9.74E-04 17 PC ; P4 ; P3 17 2.05E-03 9.94E-04 18 PC ; P5 2 3.25E-03 3.54E-04 19 PC 30 3.25E-03 3.87E-03 20 PQ 2 2.10E-02 1.27E-02 21 TQ 12 2.00E-02 2.31E-02 22 TQ ; PQ 4 1.30E-02 1.01E-02 23 TQ ; PQ ; PC 2 4.45E-03 7.78E-04 24 HC 2 2.32E-02 1.87E-02 25 HC ; PC 2 1.50E-02 0.00E+00

Total 138 5.23E-03 9.45E-03

Tableau 8 - Combinaisons d'unités sédimentologiques regroupées par dynamique sédimen-taire commune et transmissivités

Figure 32 - Distribution des transmissivités et des unités sédimentologiques regroupés par dynamique sédimentaire commune

3. Ajout d'informations complémentaires à la base de données