Etude de la propagation de la nappe alluviale de la Seine en cas de crue

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2016
Référent(s)
Mathias MAILLOT
Organisme(s) Pilote(s)
EPTB Seine Grands Lacs
Retour d'expérience

Etude de la propagation de la nappe alluviale de la seine en cas de crue

La nappe souterraine en période de crue.jpg

Contexte et objectif

Au cours des crues d’un cours d’eau, le comportement de sa nappe alluviale entraîne des conséquences parfois très importantes sur le fonctionnement de l’ensemble des réseaux enterrés (électricité, assainissement et transport). Il contribue à l’inondation du sous-sol dans des secteurs urbanisés donc sensibles (hôpitaux, archives, industries, particuliers, etc.).
Les relations nappe-rivière sont délicates, voire très difficiles à modéliser en région parisienne en raison de la complexité de l’occupation du sous-sol et des variations de faciès.
Cette action s’inscrit dans le cadre du Programme d’action de prévention des inondations (PAPI) de la Seine et de la Marne franciliennes.

Elle vise à :

  • Améliorer la connaissance des nappes alluviales de la Seine et de la Marne et leur comportement pour mieux comprendre l’impact et les conséquences induites de leur remontée dans tous les réseaux enterrés ;
  • Appréhender des pistes d’amélioration et des préconisations générales d’aménagement des secteurs impactés.

Méthodologie

Depuis septembre 2014, l’EPTB a mis en place un groupe de travail en partenariat avec les Départements membres de l’EPTB, maîtres d’ouvrages du PAPI, l’Inspection générale des carrières (IGC) de la Ville de Paris, la RATP, RFF-SNCF, le SIAAP, EDF, le CEREMA, la Société du Grands Paris, etc. Depuis, 7 réunions du groupe de travail ont été organisées.
La première mission du groupe de travail a été de réaliser un recensement de l’ensemble des études réalisées concernant le sous-sol, les puits, les réseaux piézométriques, les pompages exercés dans les nappes, les retours d’expériences des infiltrations de la Seine par exemple dans les réseaux, etc., l’inventaire et l’archivage de données. A ce titre, une présentation de la thèse soutenue en 2013 par Aurélie LAME, Docteur en hydrologie et hydrogéologie quantitatives, relative à la « Modélisation hydrogéologique des aquifères de Paris et impacts des aménagements du sous-sol sur les écoulements souterrains » a été faite en septembre 2014. Le groupe de travail a alors décidé de poursuivre la modélisation établie sur le périmètre de la Ville de Paris dans le cadre de la thèse initiale, en incluant une inondation et d’étendre le modèle parisien aux départements de la petite couronne (92, 93, 94).

Cette première phase préparatoire à la modélisation prévoyait :
1. De réaliser une cartographie des limites géographiques de l’étude
Cette partie a été réalisée par l’IGC à partir d’une carte des zones inondables 1910 et d’éléments complémentaires transmis par les partenaires notamment le CD 94 et la DRIEE.
2. De réaliser un recensement des emplacements piézométriques existants, des maillages attendus et toutes informations nécessaires afin de définir le cadre exacte de l’étude à venir,
Cette partie a été initiée par Mines ParisTech, et doit être complétée et affinée dans le cadre de l’étude à venir.
3. De mettre en place un relevé synchrone basses-eaux et hautes-eaux pour pouvoir caler le modèle sur l’ensemble de la région
Deux campagnes ont été réalisées en octobre 2015 (plus de 300 piézomètres ont été relevés dans la zone prioritaire (hors mesures de la société du Grand Paris)), puis au printemps 2016. A la demande du groupe de travail, elles ont toutes deux été organisées par le CEREMA. Une nouvelle campagne, toujours gérée par le CEREMA, a été organisée exceptionnellement en juin 2016, afin de récolter les données liées à la crue.
4. De poursuivre la modélisation établie sur la Ville de Paris dans le cadre de la thèse initiale et d’étendre le modèle Parisien aux départements de la petite couronne.

Dans ce cadre, il a été décidé de réaliser un travail  de thèse CIFRE de trois ans dont l’objectif est d’étudier les régimes transitoires d’évolution des nappes, en particulier en situation de crue, de manière à évaluer leurs impacts sur le bâti et ce sur un territoire correspondant à la petite couronne.
Le travail de la thèse a commencé début 2016 et vise à poursuivre le travail effectué dans le cadre de la thèse d’Aurélie LAME :

  • En le développant pour la Ville de Paris pour, a minima, 2 niveaux de crue (sans débordement et avec débordement) ;
  • En trouvant la ou les mailles nécessaires à l’application des travaux existants sur les départements de la Petite couronne parisienne. Des extrapolations seront nécessaires. Des équipements, voire l’installation de piézomètres, seront à envisager pour la partie modélisation.

Ces travaux cumulés permettront de préparer le cahier des charges de la phase n°2 de modélisation de la propagation de la nappe.

Description de l’action

S’appuyant sur une modélisation hydrogéologique de Paris établie par Aurélie Lamé dans le cadre de sa thèse (« Modélisation hydrogéologique des aquifères de Paris et impacts des aménagements du sous-sol sur les écoulements souterrains ») assurée par l’IGC et Mines Paris Tech, cette étude a pour objectif d’une part d’améliorer la connaissance des conséquences du comportement des nappes lors de plusieurs crues sur la ville de Paris et, d’autre part, d’étendre ledit modèle aux départements de la petite couronne.

L’étude est divisée en 3 phases :

  • 1ère phase : recensement de l’ensemble des études réalisées concernant le sous-sol, les puits, les réseaux piézomètriques, les pompages exercés dans la nappe, les retours d’expériences des infiltrations de la Seine (dans les réseaux par exemple), l’inventaire et l’archivage de données. Cette 1ère phase conduira à préparer le cahier des charges de la phase n°2 
  • 2ème phase : modélisation de la propagation des nappes dans le sous-sol ;
  • 3ème phase : validation du modèle.

Moyens

Un thésard a été recruté début 2016.

Coûts: 450 000 € HT dont :

  • 150 000 €HT pour le coût global de la thèse.
  • 100 000 € HT pour compléter le réseau de piézomètres existants (études et travaux)
  • 100 000 € HT pour l’équipement et l’instrumentation des réseaux de piézomètres.
  • 100 000 € HT pour les prestations liées aux relevés synchrones, aux études de suivi, à l’assistance à maîtrise d’ouvrage, aux recherches et analyses d’archives et enfin la communication.