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OSUG - Terre Univers Environnement

Aurore RÉFLOCH

soutenance en 2017

18 janvier 2017

Compréhension expérimentale et numérique des chemins de l’eau sur l’ensemble du champ captant de la Métropole de Lyon

directeurs de thèse : Laurent Oxarango, Yvan Rossier et Jean-Paul Gaudet

Date de début de thèse : 01.03.2015

Le champ captant de la Métropole de Lyon permet l’alimentation en eau potable pour environ 1 300 000 habitants de l’agglomération lyonnaise. Du fait de l’importance de la ressource pour la population, il est primordial de comprendre les écoulements souterrains ainsi que les interactions bassins d’infiltration / nappe / rivière dans le but de pérenniser cette ressource, tant d’un point de vue quantitatif que qualitatif.

Le site d’étude est complexe du fait de la présence de plus de 110 ouvrages de pompage et de 12 bassins d’infiltration. Ces bassins ont été réalisés dans le but de recharger la nappe lors des périodes de fortes demandes en eau mais également de créer une barrière hydraulique en cas de pollution dans le Rhône en inversant les écoulements souterrains par la création d’un dôme hydraulique au droit des bassins lors de leur mise en eau.

Afin de comprendre les écoulements souterrains de l’ensemble du champ captant, plusieurs piézomètres ont été réalisés et instrumentés de sondes de mesure de niveau et de température autour d’un des bassins d’infiltration. Des essais d’infiltration et l’analyse des chroniques de données permettent de définir les caractéristiques physiques du sol en présence, nécessaires à la modélisation.

Un traceur naturel, la température, est également pris en compte dans le but de déceler des chemins préférentiels d’écoulement entre les eaux de surface et les eaux souterraines qui enregistrent de fortes différences de température selon les saisons (en période hivernale, les eaux de surface sont plus froides que les eaux souterraines et inversement en période estivale). Plusieurs traçages thermiques ont été suivis lors de la mise en eau d’un des bassins d’infiltration. Ce suivi de température permet de mettre en évidence l’impact de la mise en eau des bassins, d’un point de vue quantitatif (chemins préférentiels d’écoulement qui apparaissent) mais également d’un point de vue qualitatif (les eaux chaudes favorisent le développement bactérien dans les ouvrages).

L’objectif de cette thèse est de créer un modèle numérique 3D capable de reproduire les niveaux piézométriques mais également les températures. Cet outil permettra d’optimiser la gestion des bassins d’infiltration, et d’observer les échanges nappe / rivière. A terme, des scénarios de changement climatique pourront être testés.