SAGE Auzance-Vertonne

Le périmètre du  SAGE  Auzance-Vertonne couvre deux grands domaines géologiques :

• l’extrémité méridionale du Massif Armoricain, constituée essentiellement de schistes plus ou moins métamorphiques mais aussi de gneiss et de granites, d’âge probablement paléozoïque ;
• les terrains mésozoïques du Nord du Bassin aquitain, principalement calcaires et transgressifs sur les premiers.

Massif Armoricain

Pour ce qui est du substratum paléozoïque (Massif Armoricain), la région ouest-vendéenne se divise en deux domaines : la Vendée littorale, bien affleurante (à marée basse), et le Bas-Bocage n’affleurant pratiquement pas. Le terme Bas-Bocage désigne la région située entre l’axe éclogitique des Essarts—Mervent et la Vendée littorale. Son altitude moyenne est de 70 à 80 m et celle-ci décroît progressivement jusqu’à la côte. Ce terme est employé par opposition au Haut-Bocage, plus à l’Est et d’altitude plus élevée (environ 120 m de plus), constitué par la région des granites vendéens (par ex. : collines vendéennes du granite de Mortagne-sur-Sèvre) et par l’unité du synclinorium de Chantonnay.

Les terrains cristallophylliens affleurant sur le territoire du  SAGE  montrent à la fois les deux histoires tectono-métamorphiques :

• les schistes bordant les granites témoignent d’une évolution plus complexe dans un climat de métamorphisme de contact,
• les formations situées à l’écart des granites (à l’Ouest, en bordure littorale), permettent d’observer l’évolution prograde normale suivie par les roches pendant les événements varisques majeurs. En effet, la bordure littorale entre les Sables-d’Olonne et Brétignolles, est d’un très grand intérêt sur le plan géologique car elle permet d’observer une coupe quasi continue de l’ensemble des terrains métasédimentaires.

Domaine sédimentaire

Les formations sédimentaires présentes sur le territoire du  SAGE  sont principalement des terrains de couverture (dunes, alluvions fluvio-fandriennes) et les formations mésozoïques du Nord du Bassin aquitain, principalement calcaires. -

• Les terrains de couverture se sont mis en place à l’Holocène. La transgression flandrienne a alors donné le trait de côte du littoral actuel et provoqué l’apparition de marécages (« terre à bri ») en noyant les estuaires des fleuves côtiers. C’est au cours de cette transgression que se sont mises en place les dunes qui bordent la majeure partie du littoral.
• Les formations jurassiques, transgressives sur le socle paléozoïque, débutent par des faciès fluviatiles terrigènes, d’âge Hettangien inférieur, auxquels succèdent rapidement des faciès marins carbonatés peu profonds et relativement confinés. Après une interruption majeure de la sédimentation au sommet du Lias inférieur (hard-ground), un régime marin franc s’installe au Lias moyen et des faciès carbonatés de plate-forme, plus ou moins distale (calcaires et marnes) se succèdent.

Carte géologique simplifiée du SAGE Auzance-Vertonne

BRGM , 2013

^{Carte géologique simplifiée ( BRGM , 2013)} 

De part les formations géologiques présentes, le territoire du bassin de l’Authion comprend plusieurs nappes d’eau souterraine d’importance. La nappe du Cénomanien et celle des alluvions de la Loire constituent les principales ressources en eau du bassin . Les cours d’eau et les nappes d’eau souterraine sont en relation très étroite, et par conséquent, une baisse du niveau des nappes a une influence sur le débit des cours d’eau en période d’étiage.

La nappe alluviale de la vallée de la Loire, occupant le Val d’Authion, est globalement très productive. En effet, les sables et graviers de la base permettraient d’exploiter des débits de 100, 150, et même 200 m³/h. Les échanges de la nappe alluviale avec l’Authion et la Loire sont importants. Cette nappe draine à la fois la Loire et les nappes de la craie du Séno-Turonien et des sables du Cénomanien.
Cette nappe est exploitée par une multitude de forages et représente une ressource importante pour la production d’eau potable. Elle est d’autant plus importante que son exploitation est facile. En outre, la plaine alluviale est la partie du bassin appelée au plus grand développement des activités agricoles. Néanmoins, cette nappe s’avère très vulnérable aux pollutions, à cause de sa faible profondeur et de sa relation étroite avec les cours d’eau. En période de hautes eaux, la Loire alimente la nappe alluviale, cette dernière étant finalement drainée par l’Authion. De l’artésianisme se développe en bordure de Loire et des débordements de l’Authion ont lieu. En période d’étiage en revanche, la nappe alluviale est drainée par l’Authion et la Loire.

La  nappe des sables et calcaires lacustres du territoire de Touraine, datant de l’Eocène et du Stampien (Oligocène) est de type superficielle et est présente sur l’extrême Nord-Est du bassin versant.

La  nappe séno-turonienne est constituée de marnes, de sables et de tuffeau (craie micacée ou sableuse) et est de type libre. Le mur de cet aquifère correspond aux marnes à Ostracées du Cénomanien supérieur et son épaisseur est comprise entre 50 et 70 m. Bien que sa productivité soit variable, elle est largement exploitée dans la partie centrale et Est du bassin versant, que ce soit pour l’irrigation ou la production d’eau potable. C’est une nappe qui est très vulnérable aux pollutions puisque sans protection.

La  nappe cénomanienne constitue une ressource régionale majeure, et est classée en zone de répartition des eaux (ZRE) sur toute la partie orientale du bassin  ; elle est exploitée pour l’alimentation en eau potable et l’irrigation. Sa productivité, liée à l’épaisseur des sables et graviers de base, peut dépasser 100 m³/h. De manière générale, elle se présente à l’échelle régionale sous la forme d’une nappe captive surmontée et séparée de la nappe turonienne par les marnes à huîtres très peu perméables du Cénomanien supérieur. Elle est ainsi peu vulnérable aux pollutions. Néanmoins, elle est localement libre à l’Ouest du bassin de l’Authion (dans la dépression de Jumelles). L’alimentation de la nappe se fait soit par alimentation directe via les précipitations lorsqu’elle est libre, soit par drainance de la nappe du Séno-Turonien lorsqu’elle est captive.

carte hydrogéologique

BRGM , 2013

^{Carte hydrogéologique ( BRGM , 2013)}

Le réseau de suivi du  SAGE  Authion est bien pourvu pour les eaux souterraines et la climatologie mais pâtit de l’absence de chronique hydrométrique sur les cours d’eau.

• Suivi piézométrique (eaux souterraines) : Douze piézomètres suivis par le  BRGM existent sur la partie du bassin située dans la région des Pays-de-la-Loire. Ils suivent les niveaux de la nappe du Séno-Turonien, du Cénomanien et les alluvions de la Loire. A ce réseau s'ajoute celui du SAGE Authion constitué d'une vingtaine d'ouvrages équipés depuis 2019-2020 auxquels le BRGM a proposé d'ajouter une vingtaine de piézomètres complémentaires (Rapport BRGM/RP-72219-FR).
• Suivi hydrologique (eaux de surface) : La Banque Hydro du Ministère de l’Ecologie et du Développement Durable ne comporte aucune donnée hydrométrique sur les cours d’eau du  SAGE  Authion postérieure à 1990.
• Suivi météorologique : Cinq stations météorologiques couvrent la partie du  SAGE  Authion située dans le Maine-et-Loire. La pluviométrie annuelle moyenne à la station de Vernantes calculée sur la période 2000-2012 est de 675 mm. Les précipitations saisonnières sont maximales en automne (212 mm) et minimales en été (142 mm). Les pluies d’hiver (165 mm) et de printemps (154 mm) diffèrent peu. Les pluies efficaces moyennes annuelles atteignent 310 mm, essentiellement réparties sur les saisons automne et hiver (265 mm), avec des épisodes ponctuels pendant le printemps et l’été (45 mm). Une partie de ces pluies efficaces atteint la nappe ou ruisselle vers les cours d’eau, le reste est retenu dans la réserve utile des sols. (calculs réalisés sur la période 2000-2012 à partir de la pluie à Vernantes et de l’évapotranspiration à Beaucouzé, fournies par Météo-France).

Carte des réseaux de mesure

BRGM , 2013

Carte des réseaux de suivi ( BRGM , 2013)

Avertissement : les qui suivent ont été établis sur la base des données de redevance communiquées par l’AELB. Un travail postérieur à notre analyse piloté par le  SAGE  Authion et la  DDT  du Maine-et-Loire en partenariat avec l’AELB a montré que ces résultats sous-estiment les volumes réellement prélevés pour l’irrigation dans le  SAGE  Authion.

Les prélèvements moyens annuels dans le  SAGE  Authion (département du Maine-et-Loire et de l’Indre-et-Loire) atteignent 53 millions de m³ en 2011. En moyenne entre 1999 et 2011 (44 millions de m³), ils se répartissent majoritairement entre eau potable (54 %, soit 24 millions de m³) et irrigation (43 %, soit 19 millions de m³). Les prélèvements industriels sont de l’ordre de 1,4 millions de m³ (3 %).

Un nombre considérable de prélèvements situés dans les limites du  SAGE  exploitent en réalité la Loire ou sa nappe alluviale.

• L’eau potable produite dans le  SAGE  Authion provient par exemple essentiellement de la Loire (80 %). Si l’on y ajoute la part d’eau souterraine prise à sa nappe alluviale, c’est près de 90% de l’eau potable qui est tributaire de la Loire dans le bassin de l’Authion. Les prélèvements  AEP  de l’année 2011 ne sont pas encore connus au moment de la réalisation de cette étude et c’est la moyenne des années 1998-2010 qui apparaît dans le tableau ci-dessous.
• Les prélèvements pour l’irrigation des cultures a fortement augmenté au cours de la dernière décennie : ils ont plus que doublé entre 1999 et 2011, passant de 12 millions de m³ à 28 millions de m³. Depuis 2009, les prélèvements pour l’irrigation dépassent les prélèvements  AEP . L’eau superficielle destinée à l’irrigation représente 40 % des prélèvements totaux pour l’irrigation (moyenne des données annuelles 1999-2011). Ces besoins en eau, concentrés sur la période estivale, s’avèrent très supérieurs aux capacités naturelles de la ressource en eau superficielle. Afin de pallier aux étiages sévères rencontrés sur l’Authion et le Lathan, des réalimentations de ces cours d’eau sont mises en œuvre.
• Les prélèvements industriels ne concernent que l’eau souterraine dans le  SAGE  Authion. Les prélèvements industriels reportés dans le tableau ci-dessous pour les années 1999 à 2005 ne sont pas les prélèvements réels mais la moyenne annuelle des prélèvements industriels des années 2006-2011.

Carte de localisation des prélèvements en eaux souterraine connus (données 2007)

BRGM , 2013

 ^{Carte des prélèvements connus ( BRGM , 2013 - source données : AELB - année 2007)}

Répartition des prélèvements du  SAGE  Authion par usage et par ressource

BRGM , 2013

^{Répartition des prélèvements par usage et par type de ressource ( BRGM , 2013)}

Aucune station de jaugeage ne permet d’enregistrer les débits des cours d’eau du val d’Authion.

Une modélisation hydrologique globale pluie/niveau du bassin versant de l’Authion a néanmoins été exécutée. À partir de la série des pluies enregistrées à Vernantes et de l’ETP enregistrée à Beaucouzé au pas de temps décadaire entre 2000 et 2013, le modèle calcule la piézométrie de la nappe des sables du Cénomanien à Brion.

La phase de calage sur les observations permet d'obtenir la fonction de transfert entre la pluie, le niveau piézométrique et le débit. Cette phase de calage du modèle est réalisée automatiquement par le logiciel Gardenia ( BRGM ) sous contrôle de l'utilisateur.

La modélisation avec Gardenia des relations pluie/débit, pluie/niveau ou pluie/niveau/débit fait intervenir une dizaine de paramètres globaux (réserve utile, temps de tarissement, etc.) définis pour un bassin versant. Ces paramètres doivent être ajustés sur une période d'observation commune des pluies et des débits (ou/et des niveaux). Les paramètres de calage sont optimisés afin de simuler au mieux les débits d’étiage et/ou les niveaux piézométriques sur la période commune de suivi et obtenir un coefficient d’ajustement maximal, ceci sans volonté d’expliciter physiquement les paramètres.

La phase de validation des calages est ensuite une étape importante permettant de vérifier la qualité du calage. Elle consiste à confronter les valeurs simulées à celles observées pour une période non utilisée durant la phase de calage, préalablement réservée pour cette étape.

Les résultats de la modélisation sont satisfaisants, avec un coefficient d'ajustement global de 90 %.

Résultat de la modélisation Gardenia, Piézomètre de Brion (49)

BRGM , 2013

^{Résultat de modélisation de chronique piézométrique ( BRGM ,  2013)}

Le modèle obtenu est ici utilisé pour établir un bilan hydrologique (ci-dessous). Il faut être prudent dans l’interprétation de ce bilan, dont on ne peut pas toujours garantir qu’il soit unique, d’autant plus que le pas de temps de calcul est décadaire et qu'aucune correction sur les pluies et l'ETP n'a été faite.

Les prélèvements, mal connus, n'ont pas été intégrés à la modélisation. Cela pourrait expliquer pourquoi les niveaux piézométriques simulés en période d'irrigation sont souvent supérieurs aux niveaux observés.

Bilan hydrologique

BRGM , 2013