Réalimentation et protection de la nappe souterraine d'Aubergenville

La S.L.E.E. (Société Lyonnaise des Eaux et de l’Éclairage) assure depuis plusieurs dizaines d'années, par l'intermédiaire de sa Direction Régionale « Paris-Ouest », l'alimentation en eau potable de nombreuses communes de la vallée de la Seine, à l'ouest et en aval de Paris.

Elle s'est toujours trouvée confrontée de ce fait au problème de la ressource en eau, se créant une obligation de rechercher dans le sol de ce secteur du Bassin Parisien une eau qui ne soit pas obérée par la situation géographique défavorable, en aval des déversements polluants de l'agglomération parisienne dans le fleuve.

C'est pourquoi depuis le début il a été fait appel aux possibilités des nappes souterraines, ce qui a entraîné, au fur et à mesure que celles-ci sont sollicitées au maximum, la recherche de sites nouveaux plus lointains.

La nappe de Croissy, dans la craie sénonienne, est déjà largement exploitée, et dès les années 50, la S.L.E.E. a étudié la nappe d’Aubergenville, formation analogue ; la raison était triple :

1) Subvenir aux besoins de pointe d'agglomérations telles que Poissy et Saint-Germain-en-Laye, dont les ressources locales ne pouvaient plus être développées.

2) Disposer des ressources de base nécessaires aux importants développements de l'urbanisme que la région devait connaître, et que les études prospectives permettaient déjà de cerner, comme les villes nouvelles de PLAISIR, TRAPPES, ELANCOURT, SAINT-QUENTIN-EN-YVELINES.

3) Enfin, ces ressources devaient permettre des alimentations complémentaires d'organismes de distribution voisins comme la Ville de PARIS, le Service des EAUX et FONTAINES de VERSAILLES, MARLY et SAINT-CLOUD ou le Syndicat Intercommunal des Communes de la Presqu'île de GENNEVILLIERS pour le service public de l'eau que dessert la Compagnie des Eaux de la Banlieue de PARIS, filiale de la S.L.E.E.

L'ADDUCTION D'EAU D'AUBERGENVILLE

C'est ainsi que la Lyonnaise des Eaux a été amenée à proposer à la Ville de Paris la réalisation de l'adduction d'eau d’Aubergenville (Yvelines), le long de la Seine entre Meulan et Mantes.

Il s'agissait de dégager une ressource de 100 000 m³/jour dans un premier stade, en réservant la possibilité d'une augmentation jusqu'à 150 000 m³/jour.

La situation d'Aubergenville en aval de Paris, interdisant le recours à l’eau du fleuve du fait de sa pollution, la S.A.F.E.G.E. (Société Anonyme Française d'Études et de Gestion), qui est le Bureau d'Études de la S.L.E.E., a procédé à une étude approfondie du gîte de la craie, lequel a montré qu'il était capable de fournir les cubes désirés, et ceci avec une eau de qualité convenable et constante.

Après de nombreux mois de mises au point administratives, le projet a été déclaré d'utilité publique par un arrêté de Monsieur le Préfet de Seine-et-Oise (le département de l'époque) du 18 juin 1959 et les travaux ont été exécutés du 1er mars 1960 au 19 juillet 1961, où l'usine a commencé à refouler 80 000 m³/jour, le cube journalier prévu de 100 000 m³ étant atteint au mois d’octobre de la même année.

Actuellement 32 forages sont réalisés dans la craie de la nappe d’Aubergenville, à une profondeur de 30 à 40 mètres, répartis sur une vingtaine de kilomètres carrés. Les eaux captées sont acheminées par de grosses conduites vers l'usine de traitement d'Aubergenville où elles sont déferrisées, aérées, traitées au charbon actif en poudre pour les débarrasser de tous les micropolluants avec lesquels elles auraient pu être en contact, et finalement stérilisées à l’ozone.

Les cubes dont la dérivation était autorisée à l'origine étaient de 120 000 m³/jour et ils sont désormais de 150 000 m³.

Ils ont été utilisés dans un premier temps par moitié au bénéfice de la Ville de Paris à laquelle la S.L.E.E. fournissait 60 000 m³/jour. Puis au fur et à mesure que la réalisation de l'usine d'Orly d'une part, et que le développement de la campagne de lutte systématique contre les fuites de son réseau d’autre part, permettaient à la Ville de Paris de rétablir l'équilibre « ressources propres/besoins », ces cubes ont été progressivement transférés sur les zones de la région parisienne où la demande en eau souterraine dépassait le niveau des ressources locales.

L'usine centrale refoule son eau traitée dans une conduite de près de 7 km qui l'élève dans les bassins de compensation des Alluets à la cote 189. Ces bassins ont une capacité de 13 000 m³.

À partir de ces réservoirs, l'adduction est gravitaire à régulation aval : l'eau emprunte pendant 18 km une conduite de 1 400 mm de diamètre intérieur, posée sur le plateau des Alluets puis en forêt de Marly ; dans ce tronçon à faible pression, sont utilisées des canalisations en béton armé sans âme tôle (C.A.O.).

Diverses dérivations assurent l'alimentation de communes, soit dans la vallée de la Seine, soit dans la vallée de la Mauldre, notamment de la ville nouvelle de Trappes.

C'est ainsi qu'une conduite de 800 mm de diamètre posée en 1965 achemine l'eau nécessaire à la ville de Plaisir et à celle de Saint-Quentin-en-Yvelines qui ont eu le développement explosif que l'on connaît.

Plus près de Paris, entre Louveciennes et Rueil, le tracé, d'un profil en long plus capricieux, traverse les zones urbanisées. Le relief permet une dénivelée telle qu'un diamètre de 900 mm est suffisant.

À l'amont de ce tronçon est située la chambre de rupture de Louveciennes, à l'aval la chambre de répartition des eaux entre deux antennes :

— l'une qui mène aux très gros réservoirs de la ville de Paris situés à Saint-Cloud, et alimentés par ailleurs par l'aqueduc de l'Avre, — l'autre qui conduit aux ouvrages de la Compagnie des Eaux de Banlieue situés au Mont-Valérien — ouvrages qui reçoivent déjà de l'eau de Seine traitée après pompage à Suresnes et de l'eau des forages de la nappe de Pecq-Croissy, fournie par l'Exploitation Ouest de la S.L.E.E.

La régularisation des débits sortant aussi bien de la chambre de répartition que des divers points de livraison situés sur le parcours de la conduite est télécommandée à partir du dispatching situé au centre des installations S.L.E.E. du Pecq-Croissy.

Grâce aux études prévisionnelles très poussées effectuées par les services spécialisés de la S.L.E.E. en coordination avec les nombreux services administratifs responsables de la région parisienne, il a été possible de réaliser cet important ensemble que représente l'adduction d’Aubergenville et de l’adapter au fur et à mesure de l'accroissement de la demande, en étant toujours capable de faire face à celle-ci, sans pour autant réaliser d'investissements anticipés, et en donnant aux réalisations techniques une souplesse suffisante, notamment par le jeu des interconnexions, pour pouvoir adapter les fournitures aux mouvances de la conjoncture.

LA NAPPE SOUTERRAINE D'AUBERGENVILLE

Le bassin de Paris comporte une série de terrains disposés en cuvette, les plus récents se trouvant au centre, les plus anciens à la périphérie. On y distingue une épaisse partie inférieure, formée de terrains d’âge secondaire couronnés par la craie, et une partie supérieure plus mince et plus centrale, formée de strates tertiaires.

La région d'Aubergenville se trouve à la limite occidentale du bassin tertiaire. L’érosion de la Seine a été intense, coupant à travers une épaisseur de plus de 180 m de sédiments pour atteindre et, finalement, mettre à nu la craie en aval des Mureaux, jusqu'à l'océan. À l'Est, la vallée de la Seine a encore atteint la craie dans deux zones assez réduites formant les plaines de Croissy et de Boulogne (fig. 1).

À Aubergenville, la coupe des terrains est la suivante de bas en haut, de l'usine aux réservoirs de compensation (voir la fig. 2) :

— Craie blanche à silex, d'âge campanien (secondaire), recouverte d'alluvions plus ou moins épaisses — Argile plastique à niveau de sable et de lignite : Sparnacien (base du Tertiaire), épaisseur 16 m — Sable glauconieux jaunâtre assez fin : Yprésien, épaisseur 4 m — Sable graveleux, calcaire gréseux marin, marnes et calcaires lacustres : Lutétien, épaisseur 33 m

• — Sable brunâtre ou sable de Beauchamp : Bartonien inférieur, épaisseur 0 à 2 m
• — Marne blanche, calcaire en petits bancs durs : Bartonien supérieur, épaisseur 12 m
• — Glaise bleuâtre et surtout verte, tachetée de blanc : Sannoisien, épaisseur 19 m
• — Sable jaune et rouge : sable de Fontainebleau, Stampien, épaisseur 45 à 50 m
• — Meulière, argile rouge, jaune ou grise : Meulière de Beauce, Chattien, épaisseur 7 m
• — Gravier siliceux rare, pliocène : limon brun, loess, quaternaire, épaisseur 4 à 5 m.

Parmi tous ces terrains, trois seulement sont aquifères. Ce sont, de haut en bas, et par ordre d'importance croissante (fig. 2 et 3) :

Le sable de Fontainebleau, fin, à faible rendement.

Le calcaire grossier lutétien, dont la nappe alimente nombre de localités.

Enfin, les alluvions et la craie.

Cette craie est très fissurée dans sa partie supérieure, sur une quinzaine de mètres sous les alluvions : ce fait est surtout dû au travail dislocateur du gel durant les périodes froides du quaternaire, qui ont vu le mammouth et le renne paître sur les rives de la Seine.

Les effets du climat froid sont mis en évidence par de beaux phénomènes de cryoturbation et des involutions complexes visibles dans les sablières et les tranchées. En dehors des limons et des terres végétales superficielles, les alluvions sont de deux types et de deux âges différents : à la base, sous la Seine ou formant les terrasses de + 20 m et davantage sur les côtes, ce sont des sables et graviers perméables du quaternaire ancien. Par-dessus, et n'atteignant pas la cote + 20 m, des argiles foncées récentes à coquillages et lignites, absolument étanches, dessinent une gouttière où serpente le lit actuel, très étroit, de la Seine.

A condition d'être entièrement débarrassée de sa couverture tertiaire d'argile sparnacienne imperméable, la craie renferme dans les vallées, en bordure des principaux cours d’eau, une nappe aquifère très abondante alimentée par les inféroflux et les niveaux perméables supérieurs. L'eau circule dans les innombrables diaclases qui découpent la roche en prismes dans les quinze premiers mètres ; des failles, constituant des drains collecteurs orientés Nord-Ouest-Sud-Est, et des niveaux de silex irréguliers augmentent la perméabilité moyenne.

Les alluvions quaternaires supposées enlevées, la topographie du toit de la craie forme une vallée largement ouverte mais plus accentuée que la vallée visible ; l'épaisseur des alluvions augmente en se rapprochant de la Seine.

Le niveau de la nappe est conditionné par la Seine dans laquelle son trop-plein se déverse. La pente de cette nappe vers le fleuve est inférieure à celle du toit de la craie, de telle sorte que ce toit, d'abord profondément noyé, émerge de plus en plus.

Au pied des coteaux, la tranche perméable est totalement dénoyée, les puits sont secs, hormis ceux qui recouperaient une faille.

L’eau bactériologiquement pure a un degré hydrotimétrique variant entre 30 et 40. Les analyses ont permis de déterminer les provenances, surtout en bordure du champ captant. Le passage dans la craie semble uniformiser les caractéristiques chimiques et créer un type d'eau individualisé.

ÉQUIPEMENT DES PUITS D'EXHAURE

La craie qui enferme la nappe n'est perméable qu'en grand, c’est-à-dire que l'eau ne trouve un chemin qu’à travers les petites fissures d'une craie disloquée ou les grandes diaclases des failles.

La Seine, d'autre part, malgré la présence, au voisinage, de son cours actuel, d’alluvions imperméables — vestiges de lits plus larges — interdit des cônes de dépression très prononcés.

Aussi s’est-on orienté vers des puits de grands diamètres dont les dimensions augmentent les chances de recouper les diaclases et facilitent l'arrivée de l'eau :

• — Un cuvelage étanche en béton armé d'un diamètre intérieur de 2,20 mètres est descendu par havage et scellé dans les deux premiers mètres de la craie : l'arrivée directe de l'eau des alluvions est ainsi interdite.
• — Une colonne captante constituée par la superposition de crépines en béton à ouvertures pyramidales dont la section diminue de l'extérieur vers l'intérieur (brevet de M. l'Ingénieur Général Vibert) est mise en place dans le puits préalablement creusé dans la craie jusqu’à une trentaine de mètres de profondeur.
• — L'intervalle entre la craie (Ø de l'excavation = 1800 mm) et la crépine (Ø 1200 mm) est rempli de gros graviers calibrés.

Les groupes électropompes verticaux, à corps de pompe noyé (Sulzer) et moteur hors eau (Autocem), sont abrités par des cabines qui renferment en outre un poste HT blindé (Coq-France) et un transformateur 15 000/380.

Les unes, en bordure de Seine, sont surélevées, le plancher régnant à la cote 22 supérieure à celle de la crue de 1910 ; d'autres, dans le domaine de La Haye, sont au niveau du sol ; d'autres enfin, isolées dans la plaine, sont enterrées.

La faible pression de refoulement des puits dont la cote de niveau diffère peu de celle de l'usine de refoulement (moins de 10 mètres) et l'importance des débits ne permettent pas de négliger les phénomènes transitoires en cas de disjonction générale. Le ralentissement des énormes masses liquides est moins rapide que la diminution des débits des pompes : des phénomènes de cavitation sont inévitables, provoquant des surpressions élevées. Le remède — réservoir antibélier — est indispensable à la majorité des puits.

RÉALIMENTATION ET PROTECTION DE LA NAPPE

La S.L.E.E a étudié la protection de la nappe d'Aubergenville en demandant que soit déclarée d'utilité publique la réalimentation artificielle de celle-ci, ce qui a été fait en juillet 1976.

La technique de réalimentation artificielle qui a été mise au point et réalisée par la S.L.E.E. pour la première fois en France à Croissy, permet de contrôler le niveau de la nappe en injectant dans des sablières convenablement aménagées, de l'eau de Seine traitée qui s'infiltre sur le fond des sablières à des vitesses très lentes ; les fonds de sablière deviennent le centre d'une activité biologique intense qui est favorisée par tous les moyens et il en résulte que l'eau qui percole dans la nappe est d'une qualité excellente, souvent meilleure que les eaux d'alimentation naturelle.

Les cubes importants (plusieurs millions de mètres cubes par an) qui sont ainsi introduits dans les nappes souterraines, compensent les déficits d'alimentation naturelle liés à l'imperméabilisation des sols, au drainage des eaux pluviales par les égouts, à la régulation du débit du fleuve, qui en supprimant les crues, ce qui est heureux pour les riverains, prive par contre les nappes souterraines d'une infiltration propice à leur recharge.

Il est donc possible ainsi de maintenir le niveau des nappes, les années de sécheresse notamment, à une hauteur telle que celles-ci soient en outre protégées contre les infiltrations plus ou moins polluantes qui pourraient se produire dans leur environnement.

Cette garantie est très importante comme on a pu le constater récemment, en juillet 1975, où une pollution accidentelle par les hydrocarbures de la Raffinerie du Vexin a rendu inutilisable le forage d’alimentation de la commune de Gargenville, situé sur la rive droite de la Seine, du même côté que la Raffinerie.

La commune de Gargenville a pu être dépannée par une commune voisine, car il s’agissait de cubes relativement peu importants, mais on mesure ce qu’il en aurait été s’il s’était agi de l’ensemble de la nappe d’Aubergenville qui s’est trouvée heureusement protégée par la cote de la nappe dans laquelle les pompages ont dû cependant être localement réduits pour éviter tout risque de migration de la lentille d’hydrocarbures qui flotte sur la nappe souterraine de la rive droite de la Seine.

UNE MENACE : LE STOCKAGE D'HYDROCARBURES SOUS LA NAPPE D'AUBERGENVILLE !

Depuis quatre ans, des pourparlers étaient en cours pour emmagasiner dans le sous-sol sous la nappe d’Aubergenville une formidable réserve d’hydrocarbure (fuel lourd) susceptible de subvenir, en cas de crise, aux besoins de la France pendant trois mois.

À l’origine, le projet consistait pour les pétroliers (SHELL, TOTAL, ELF, FINA et MOBIL), groupés en une société « GEOVEXIN », de creuser dans la craie (qui s’y prête parfaitement) quelque 60 km de galeries souterraines pouvant accueillir près de 2 millions de m³ de fuel lourd et ceci à 120 mètres sous terre, laissant un plafond de 80 m entre cette réserve et les puits d’exhaure.

Prévus pour durer cinq ans, les travaux étaient partis pour s’étaler sur dix ans au moins, et le coût de l’opération passait de 250 à plus de 400 millions de francs...

Deux ans après le premier coup de pioche et après une dépense de l’ordre de 100 millions de francs, décision était prise d’arrêter ce chantier souterrain, alors que 2 km de galeries étaient déjà réalisées.

Mais ces 2 km de galeries existent, elles ont coûté cher et sont opérationnelles : la Société GEOVEXIN envisage maintenant de les utiliser pour stocker du propane liquide dès l’été 77. Il s’agirait cette fois d’une réserve de plus de 130 000 m³ de propane liquide : une gigantesque « bouteille de propane » !...

La Lyonnaise des Eaux craint pour la nappe souterraine de 20 km² qui constitue la réserve d’eau qu’elle exploite journellement. Le stockage souterrain de propane liquide vu du côté pétrolier ne présenterait que des risques très faibles tout à fait acceptables au niveau du risque industriel ; on souligne que ce stockage est réalisé à 120 m de profondeur et que le stockage de propane réfrigéré repose sur le principe de pression hydrostatique des nappes phréatiques.

Mais du point de vue de la sauvegarde du gîte d’eau potable tout risque de pollution, même faible, est inadmissible car il est irréversible, et l’impossibilité d’utiliser l’eau de la nappe d’Aubergenville après contamination accidentelle pourrait durer pendant des décennies.

Ne voit-on pas en 1976 certains puits aux environs du Port Edouard-Herriot à Lyon continuer à subir les conséquences d’une pollution causée en 1940 par un déversement accidentel d’hydrocarbures dans la nappe !

Sans aller jusqu’à craindre d’éventuelles secousses sismiques, ne peut-on pas redouter des mouvements géologiques du sous-sol, auxquels il serait impossible de s’opposer ?

La Lyonnaise estime qu’il est indispensable pour éviter tout risque de pollution futur de la précieuse nappe d’Aubergenville qui alimente en eau potable un demi-million d’habitants de l’ouest parisien, que les autorités responsables soient extrêmement vigilantes sur de telles implantations présentant des risques pour la sécurité de la qualité des eaux souterraines. L’eau potable est le premier de tous les biens — il faut la prendre là où on a la chance de la trouver en réserve, et surtout la préserver autoritairement...

Documentation S.L.E.E.