Présentation des sites d’étude

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ONNEYAUBEPrésentation des sites d’étude1. Approche régionaleLe site choisi pour mettre en oeuvre notre programme de recherche est celui de la “zone atelierSeine amont” (corridors de l’Aube et de la Seine à l’amont de la confluence, plaines de Romilly et dela Bassée) déjà retenue comme Zone Humide d’Importance Majeure par le Ministère del’Environnement.Secteur 2Le corridor de l'AubePONT / SEINE ARCIS / AUBEROMILLY / SEINESecteur 5NOGENT / SEINERéservoirsSecteur 3Seine et AubeLa Plaine de RomillyRESERVOIRSEINE RESERVOIRAUBETROYESSecteur 4La BasséeMONTEREAUSecteur 1le corridor de laSeine AmontAxes de volFigure 1. Couloirs alluviaux de la Seine et de l’Aube concernés par l’étude.Cette zone comprend, d’amont en aval, quatre secteurs (figure 1) :- la partie de vallée de la Seine amont entre Troyes et la confluence avec l’Aube constitue lepremier secteur. C’est un corridor relativement symétrique par rapport au lit de la rivière et dont lalargeur n’exède pas 2 km ;- la vallée de l’Aube sur une vingtaine de kilomètres en amont de la confluence avec la Seine, elleaussi peu développée transversalement, constitue le deuxième secteur ;- le troisième secteur s’étend autour de Romilly, immédiatement à l’aval de la confluence Aube-Seine et est caractérisé par une nette dissymétrie de la plaine alluviale qui s’étend largement en rivegauche ;- enfin à l’aval et jusqu’à la confluence avec l’Yonne (Montereau) s’étend la plaine de la Basséequi forme le ...
Publié le : samedi 24 septembre 2011
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ONNEY
AUBE
Présentation des sites d’étude
1. Approche régionale
Le site choisi pour mettre en oeuvre notre programme de recherche est celui de la “zone atelier
Seine amont” (corridors de l’Aube et de la Seine à l’amont de la confluence, plaines de Romilly et de
la Bassée) déjà retenue comme Zone Humide d’Importance Majeure par le Ministère de
l’Environnement.
Secteur 2
Le corridor
de l'Aube
PONT / SEINE ARCIS / AUBE
ROMILLY / SEINE
Secteur 5NOGENT / SEINE
RéservoirsSecteur 3
Seine et AubeLa Plaine de Romilly
RESERVOIR
SEINE RESERVOIR
AUBETROYESSecteur 4
La BasséeMONTEREAU
Secteur 1
le corridor de la
Seine Amont
Axes de vol
Figure 1. Couloirs alluviaux de la Seine et de l’Aube concernés par l’étude.
Cette zone comprend, d’amont en aval, quatre secteurs (figure 1) :
- la partie de vallée de la Seine amont entre Troyes et la confluence avec l’Aube constitue le
premier secteur. C’est un corridor relativement symétrique par rapport au lit de la rivière et dont la
largeur n’exède pas 2 km ;
- la vallée de l’Aube sur une vingtaine de kilomètres en amont de la confluence avec la Seine, elle
aussi peu développée transversalement, constitue le deuxième secteur ;
- le troisième secteur s’étend autour de Romilly, immédiatement à l’aval de la confluence Aube-
Seine et est caractérisé par une nette dissymétrie de la plaine alluviale qui s’étend largement en rive
gauche ;
- enfin à l’aval et jusqu’à la confluence avec l’Yonne (Montereau) s’étend la plaine de la Bassée
qui forme le quatrième secteur où les dépôts alluvionnaires sont plus étendus en rive droite.
Nous avons considéré, pour les besoins de l’étude, un cinquième “secteur” constitué par les
barrages-réservoirs Seine et Aube. Bien que situés en dérivation des cours des deux rivières dans la
partie amont du site d’étude, ils jouent un rôle important dans le fonctionnement de nos zones
humides, notamment par la réduction des superficies inondables.
Sites d’étude 1
SEINELes très faibles pentes (0,35 à 0,5 %) de ces vallées accentuent le rôle de la microtopographie,
particulièrement lors des périodes d’inondation. Des îlots ou « montilles » émergent alors au sein de
vastes étendues submergées, en particulier, dans la vallée de l’Aube et la Plaine de Romilly.
Si l’examen de la topographie permet, dans certains secteurs, de bien différencier les zones
inondées par les eaux de débordement des rivières et celles qui sont submergées par la remontée des
eaux de la nappe, cette distinction reste difficile en de nombreux endroits. Ces zones inondables
peuvent rester submergées pendant de longues périodes (3 mois en 1994, presque 6 mois en 1995).
Les études géologiques et hydrologiques, conduites sur ces secteurs depuis la première
monographie de Belgrand (1869) sur les dépôts alluviaux du bassin de la Seine, ont associé
l’hétérogénéité de la surface de ces plaines à la morphologie du bed-rock crayeux. Celui-ci est en effet
caractérisé par un lacis de paléotalwegs, correspondant aux zones d’érosion des anciens cours d’eau, et
de dômes plus ou moins allongés. Cette structure de base aurait donc fortement influencé la mise en
place des alluvions qui constitue l’objet d’étude principal de ce projet.
Les plaines alluviales, surtout à l’aval de la confluence Aube-Seine, sont parcourues
longitudinalement par divers types de chenaux, « ruisseaux » ou « noues », correspondant soit à
d’anciens lits de la Seine, soit à des tributaires en provenance des coteaux crayeux. Certains d’entre
eux apparaissant connectés à la nappe d’accompagnement des rivières.
Au plan climatique, cette région est caractérisée par une pluviométrie de l’ordre de 700 mm par an,
mais avec une distribution des pluies nettement influencée par le relief, les vallées étant moins
arrosées que les plateaux où les excédents peuvent dépasser 100 mm/an (Mégnien, 1979). Mais il ne
semble pas exister d’études précises sur les conditions microclimatiques spécifiques à ces secteurs de
vallées, ce qui pourra nécessiter la mise en place d’une station météorologique pour l’établissement de
bilans hydrologiques suffisamment précis.
Bien que couvrant une aire géographique relativement peu étendue, le site de la “zone atelier” est
représentatif de divers types de contraintes anthropiques imposées aux systèmes fluviaux :
- impacts hydrologiques : soutien des étiages par les barrages-réservoirs de la Seine et de l’Aube,
canalisation de la Seine en aval de Nogent avec constitution de biefs navigables entre les écluses,
endiguements et mise à jour de la nappe alluviale à la faveur de multiples carrières ;
- impacts sur la qualité des eaux : rejets ponctuels de moyennes agglomérations (Troyes, Nogent),
apports des cultures de plateaux à fortes utilisations d’engrais et de pesticides par les eaux de
ruissellement et / ou via la nappe de la craie et des alluvions quaternaires, apports agricoles sur la
plaine elle-même.
Sur la zone de la Seine moyenne existent déjà des sites équipés pour des mesures hydrologiques et
des données acquises dans le cadre du Programme Interdisciplinaire de Recherches sur
l’ENVironnement de la Seine (PIREN-Seine). En particulier, en 1994, il a été décidé, de couvrir le
secteur de la plaine de Romilly d’un réseau de 90 piézomètres et ceci sur une superficie de 100 km².
Les études menées, dans ce cadre, ayant surtout concerné la qualité des eaux (rétention et élimination
des polluants), devaient être confortées par des approches plus physique à l’échelle régionale mais
aussi à l’échelle locale, ce qui nous a conduit à équiper des sites ponctuels de mesures.
2. Approche locale
2.1. Premier site expérimental
Pour l’approche locale nous avons choisi une prairie humide riveraine de la Seine, située quelques
kilomètres en aval de la confluence Aube-Seine dans la plaine de Romilly-sur-Seine à 100 km en
amont de Paris. Le sol y est organisé en trois principaux horizons : (i) de la surface à 45 cm de
profondeur se développe un sol constitué d'argiles limoneuses de couleur brune ; (ii) entre 45 et 120
cm de profondeur on trouve un horizon d'argiles limoneuses gris-vert avec traces d'oxydes de fer ; (iii)
en dessous de cet horizon se trouvent des alluvions fines à grossières jusqu'à 7 m de profondeur et qui
renferment un aquifère libre. Ces alluvions quaternaires reposent sur la craie sénonienne qui affleure
2 PNRZH, projet 07, rapport final, novembre 2000sur les coteaux de part et d'autre de la plaine alluviale. La craie, dont la puissance est ici de 350 m,
renferme aussi un aquifère qui est productif sur les 50 m supérieurs (Mégnien, 1979). Ces deux
aquifères sont hydrauliquement connectés. A l'étiage, la surface libre de la nappe des alluvions est
située à environ 1,30 m sous le niveau du sol. Avec un battement saisonnier de la nappe de l'ordre de
1,70 m, le niveau piézométrique est périodiquement au-dessus du niveau du sol (nappe affleurante).

Tensiomètres
Argiles limoneuses brunes
0.45m
1.20m
Alluvions argileuses fines
3.00m
Alluvions grossières
7.00m
Passée de sables fins calcaires
7.30m
Piézomètres dans les alluvions (6m) et dans la craie (15m) (circulations verticales)
Piézomètres dans les as (circulations horizontales)
Bac et cannes tensiométriques
Mesure de la cote de la Seine
Craie tendre
N
17.40m
Ecoulements: période de crue 500 mFigure 1. Site expérimental de Voyons
hors crue
Figure 2. Site ponctuel d’étude des écoulement dans la vallée de la Seine.
La démarche adoptée consiste à isoler une partie de cette prairie à l'aide de plaques en
polycarbonate enfoncées de 50 cm dans le sol et dépassant de 50 cm hors sol (figure 2). L'ensemble
forme alors un bac carré, de 7 m de coté. L'étanchéité étant assurée à chaque coin, l'eau qui pourrait
éventuellement inonder la prairie par submersion de la rivière n'inondera pas l'intérieur du bac. Par
contre dans le cas d'une inondation par remontée de nappe ou liée à de fortes précipitations, l'intérieur
et l'extérieur du bassin seront inondés de la même façon. La mesure du niveau d'eau à l'intérieur et à
l'extérieur du bac est assurée par deux cannes ultrason reliées à une centrale d'acquisition de données
(LMU Cemagref), la comparaison des enregistrements sur chaque canne permet alors de quantifier la
contribution de chaque terme lors d'une inondation. Il faut cependant attirer l'attention sur le point
suivant : zone humide ne signifie pas obligatoirement zone inondée. Les zones humides peuvent
exister là où le niveau phréatique permet la saturation du sol à proximité de la surface sans pour autant
sourdre (ce qui est souvent le cas dans les plaines alluviales). Ainsi, il apparaît très important de suivre
le comportement du milieu non saturé (interface entre la nappe et la surface). L'outil adéquat pour ce
suivi est la tensiométrie. Deux séries de 10 cannes tensiométriques, enfoncées à des profondeurs allant
de 20 cm à 2 m ont été installées à l'intérieur du bac. Les mesures tensiométriques sont faites à l'aide
d'un capteur de pression portatif SMS2500S (SDEC France). Elles sont effectuées trois fois par jour en
période de crue et au pas de temps hebdomadaire pendant les autres périodes. Afin de détecter le
développement d'une éventuelle nappe perchée qui pourrait biaiser les résultats obtenus par
tensiométrie, un piézomètre profond de 1 m, entièrement crépiné a été mis en place dans le bac (il est
relié à la centrale LMU comme les cannes ultrason). Pour l'étude des niveaux saturés, deux
Sites d’étude 3
la Seinepiézomètres, situés sur la prairie, ont été équipés. L'un, profond de 15 m, atteint la craie et n'est crépiné
que sur les 15 derniers centimètres. Le second, profond de 6 m, ne pénètre que dans les alluvions et est
crépiné de la même façon. De cette manière, les charges dans la craie et dans les alluvions peuvent être
mesurées séparément. Dans un premier temps les mesures ont été effectuées ponctuellement à l'aide
d'une sonde piézométrique, puis le site a été automatisé à partir de mai 98 (capteurs de pression
DIVER DI105, mesures au pas de temps horaire). L'influence de la pression atmosphérique sur les
mesures de piézométrie est prise en compte par un troisième capteur placé à l’extérieur des
piézomètres. Autour du site, à des distances d'environ 500 m, quatre autres piézomètres crépinés à
partir de 1,5 m à 5 m sous le niveau du sol, permettent d'étudier les écoulements régionaux
horizontaux. La cote de la Seine est mesurée à 1 km en aval du site. Le site a été suivi depuis février
1998 jusqu’à début 2000. A la demande du propriétaire du terrain ce site a été partiellement démonté,
mais les piézomètres profonds ont pu être maintenus.
2.2. Deuxième site expérimental
Afin de suivre les circulations hydriques dans une situation différente tant pédologique que de lien
hydraulique (a priori) avec la rivière, un deuxième site a été équipé. Ce site (figure 3) est une terre en
jachère sélectionnée pour ses caractéristiques hydromorphes et pour la régularité des inondations lors
des hautes eaux de l'Aube. De plus, une cartographie du sol a déjà été effectuée par géophysique (voir
chapitre géophysique) et montre un niveau argileux vraisemblablement plus dense que dans le cas de
la Noue de Voyons. Le site se situe près de Boulages à quelques mètres de la rivière Aube. Comme
pour le site de la noue de Voyons, deux séries de tensiomètres ont été installées par le Cemagref. Afin
de séparer la contribution les termes de débordement de rivière et de remontée phréatique dans les
mécanismes d'inondation il sera fait usage de deux piézomètres. Le premier, d'une profondeur de 2 m
entièrement crépiné capte toujours la nappe phréatique. Le second, profond de 80 cm est crépiné sur
toute sa hauteur et aussi sur 15 cm au dessus du niveau du sol. De cette façon il est possible de mettre
en évidence une éventuelle nappe perchée et de capter des eaux de débordement de l'Aube. La cote de
l'Aube est mesurée à proximité du site. Les mesures de piézométrie et de cote d'eau sont automatisées
(au pas de temps horaire), les mesures tensiométriques sont effectuées manuellement (au pas de temps
hebdomadaire). Le suivi du site a commencé au début de 1999.
Figure 3. second site expérimental sur la rive gauche de l’Aube
4 PNRZH, projet 07, rapport final, novembre 2000

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