L’aquifère Lorrain
Connaître notre ressource en eau, pour la préserver !
Notre ressource en eau !
On en parle souvent, mais sans la connaître vraiment : à quoi ressemble-t-elle ? Comment fonctionne-t-elle ? Quelles sont ses fragilités ?
Nous avons la chance d’avoir un sous-sol qui héberge un empilement généreux d’aquifères :
- les nappes alluviales, à faible profondeur qui accompagnent les cours d’eau,
- les nappes dans les calcaires (Muschelkalk) un peu plus profondes avec des eaux de qualité variable,
- l’aquifère régional dans les roches gréseuses des GTI (Grés du Trias Inférieur) encore plus profond, dont les eaux sont souvent potabilisables,
- et enfin, l’aquifère du carbonifère avec des eaux peu renouvelées et non potabilisables (forte salinité, corrosive, gaz dissous). C’est un ensemble peu perméable, où la circulation d’eau est surtout localisée dans les fractures et dans les failles. Il héberge également les réservoirs miniers (anciennes mines ennoyées du bassin houiller) dont les eaux fortement minéralisées font l’objet d’un dispositif de traitement très particulier.
La connaissance de ces aquifères n’est pas une mince affaire car le sous-sol est extrêmement tourmenté et faillé.
Voici, pour exemple, une coupe NE-SW du bassin houiller :
Figure 1 – Coupe du bassin houiller
L’aquifère régional des GTI est une ressource exceptionnelle pour la Lorraine.
Il s’agit de la nappe des GTI (grès du trias inférieur). Elle s’étend, en Lorraine, sur 29 000 km² (figure 3). Elle peut avoir jusqu’à 500 mètres d’épaisseur.
Elle contient 500 milliards de m3 d’eau dont 150 milliards de m3 d’eau douce potabilisable (30 ans de consommation française d’eau potable).
L’eau de cette nappe est contenue dans une vaste éponge de grès plus ou moins fins. La nappe est en profondeur sur 90 % de son étendue et donc protégée des pollutions de surface (Elle est, par exemple, à 1300 m de profondeur dans la Meuse). Elle n’affleure en surface que dans le Bassin Houiller Lorrain, le Pays de Bitche et les Vosges (figure 2).
L’eau circule très lentement (quelques mètres par an en moyenne) des Vosges vers la Sarre.
Figure 2 – Coupe NW-SE de la nappe des GTI (en bleu clair)
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Figure 3 – Emprise de la nappe des GTI
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Une ressource en eau exceptionnelle dont il ne faut pas abuser
10% seulement de cette nappe affleure en surface et constituent sa surface de rechargement. Le rechargement est donc faible et la nappe perdait jusqu’à 80 millions de m3 par an dans les années 80 (du fait, majoritairement, de l’exhaure minière).
Aujourd’hui le bilan tend à s’équilibrer :
➕140 millions de m3 annuels proviennent des pluies
➕50 millions de m3 annuels migrent depuis la nappe GTI des Vosges
➖80 millions de m3 annuels sont pompés
➖110 millions de m3 annuels vont dans les rivières (par drainage ou débordement)
Équilibre provisoire compte tenu de l’évolution des pompages nécessaires pour rabattre la nappe qui reprend ses droits, dans le bassin houiller (de 15 à 20 millions de m3 par an).
Rapport BRGM
Figure 4
Risques de pollution de la nappe des GTI
Pollution par l’eau des réservoirs miniers
L’exploitation minière s’est faite sous la nappe des GTI. La couche étanche (le permien) entre la nappe et les travaux miniers ne l’est pas vraiment (fracturation) et il a fallu pomper (exhaurer) en permanence l’eau qui s’infiltrait dans les chantiers. La nappe a été rabattue (jusqu’à disparaître dans la zone minière).
La fin de l’exploitation minière (et donc de son exhaure) a laissé un vaste réservoir minier de 190 millions de m3 se remplir progressivement d’eau provenant de la nappe des GTI.
Cette eau est polluée à la fois par les installations minières ennoyées mais aussi par le charbon lui-même (fer et manganèse dissous…).
Une action majeure a été mise en oeuvre pour empêcher cette eau polluée de venir contaminer la nappe des GTI : 3 pompes ont été installées, dans les puits La Houve (2009), Simon 5 (2012) et Vouters (2015) afin de pomper (6 à 700 m3/h au total) l’eau du réservoir minier, abaisser sa pression et éviter que cette eau polluée ne remonte dans la nappe au travers des fractures du Permien (figure 5).
L’eau pompée est ensuite traitée (cascades d’oxygénation, décantation et lagunage) pour pouvoir rejoindre le milieu naturel.
Figure 5
Combien ça coûte ? Au delà des 8 M€ nécessaires à la réalisation des 3 pompages, il faut tenir compte des 2 500 MWh annuels de consommation électrique (400 k€) et probablement de 200 k€ annuels de maintenance et de surveillance des niveaux de nappe.
Pollution par les activités industrielles en Moselle-Est
Le Sage a établi un plan d’actions pour dépolluer ou contenir la pollution de sites industriels
- Plateforme chimique de CARLING L’HOPITAL
- Schistier Sainte Fontaine
- Forage pollué au tétrachloréthylène à SAINT AVOLD
- Pollution trichloréthylène par l’Ex Blanchisserie RLD à LONGEVILLE LES SAINT AVOLD
- Parc à cendres Centrale E. Huchet (PORCELETTE)
- Bulle salée de DIESEN ( pollution par les bassins à schlamms)
- Cokerie de MARIENAU
- HGD à FORBACH-MARIENAU
- Schistier de Simon, de Wendel et la Houve 1 et 2 ( sulfates, fe, manganèse, potassium)
- Crassier de SCHOENECK
- LORMAFER (CREUTZWALD)
Pollution par les forages / sondages
Le nombre de forages est impressionnant !
Figure 6 Cartographie des forages : plus ils sont foncés plus ils sont profonds
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La banque du sous-sol les répertorie tous depuis 1822. Il y a 933 forages de plus de 300 mètres de profondeur en Moselle et Meurthe & Moselle dont 100 ne disposent d’aucun renseignement sur leur état actuel (remblayés ? rebouchés ? en activité ?)
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Figure 7
Le bassin houiller n’est évidemment pas en reste :
Figure 8
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Par ailleurs, sur les 37 forages problématiques analysés dans l’étude du BRGM de 2010 (état et typologie des forages aux GTI en Lorraine), 20 ouvrages rencontrent des problèmes au niveau de leurs tubages (colmatage, corrosion, perforation et ensablement).
Qui remet le forage en sécurité quand le propriétaire n’existe plus ? C’est l’État, avec des circuits différents selon qu’il s’agit d’un forage d’eau ou d’un ancien ouvrage minier… En fonction de ses moyens et de ses priorités !
S’il faut forer, faisons le bien !
Alors que l’Etat et la Collectivité agissent pour éviter de la pollution supplémentaire sur la nappe des GTI :
- Pompage à grands frais de l’eau du réservoir minier
- Plan d’action concernant les sites qui polluent la nappe
- Mise en sécurité (à petits pas malheureusement) des forages ou sondages défectueux ou oubliés. .
On ne peut pas imaginer créer de la pollution supplémentaire au sein de cette nappe :
En cas de succès de la prospection hydrogène, il y aura des forages d’exploitation d’hydrogène au plus près des besoins… Imaginez le nombre de forages ! On entend aussi qu’une nouvelle demande de concession pour le gaz de couche pourrait être présentée. La demande précédente (retoquée par le conseil d’état) présentait un projet allant jusqu’à 400 forages. Sans parler des perspectives de géothermie et de stockage de C02.
On peut forer sans dégrader la nappe ! Un forage doit avoir trois qualités (qui ne sont pas toujours présentes actuellement) :
Être étanche pour ne pas créer de circulations polluantes entre les différents aquifères qu’il traverse (Muschelkalk, GTI, Carbonifère).
Ne pas être détruit par corrosion avant son abandon (un tubage mal protégé peut percer en une dizaine d’années).
Être conçu pour être facilement et totalement remblayé quand on l’abandonne.
Ces qualités ne sont pas des options, elles devraient être prescrites et contrôlées.
Le collectif de défense des bassins miniers, en association avec l’APEL 57, souhaite se lancer dans ce vaste chantier : faire imposer des règles de réalisation et de contrôle pour tout forage qui traverse nos nappes.
