Hétérogénéités sédimentaires de la basse plaine de la Garonne et impact pour la mise en œuvre du modèle hydrogéologique de recharge artificielle de la nappe alluviale (projet RAMAGE)

Abstract

La Garonne est un fleuve sinueux, encaissé dans une large vallée, plus grande plaine alluviale occupée et cultivée de France. Elle transporte essentiellement une charge de fond grossière, jusqu’à la zone d’influence des marées en aval, à partir de laquelle la charge, la dynamique et la géomorphologie changent fortement. La vallée de la Garonne est le résultat d’une histoire quaternaire polyphasée, marquée par 6 niveaux de terrasse bien documentés (Huschsmann, 1975; Christophoul et al., 2014 ; Bourbon et al., 2019). L’architecture des nappes alluviales, en revanche, est relativement méconnue (Carozza et al., 2013, Bertran et al., in press). Pourtant, la nappe alluviale de la Garonne est en forte connexion hydraulique avec le fleuve et soutient son débit d’étiage. La caractérisation des hétérogénéités sédimentaires est donc essentielle pour mieux quantifier et modéliser les flux d’eau à l’interface nappe-rivière. Le projet RAMAGE (Recharge Artificielle et Maintien Alluvial de la Garonne à l’Étiage) en collaboration avec le SMEAG (Syndicat Mixte d’Études et d’Aménagement de la Garonne) a pour objectif de tester l’alimentation accélérée de la nappe alluviale peu profonde en utilisant l’eau du canal latéral de la Garonne en périodes de hautes eaux avec plusieurs secteurs potentiels d’infiltration (plaine alluviale actuelle et terrasse la plus récente) entre Agen et Marmande. Cette eau souterraine stockée est susceptible de soutenir naturellement l’étiage de la Garonne de manière diffuse et tempérée (14-15°C), constituant un moyen efficace de lutter contre le réchauffement des eaux du fleuve. En effet, le réchauffement climatique impacte fortement la température de l’eau, mettant en danger la survie et la pérennité des écosystèmes fluviaux (Rapport Agence de l’eau Adour-Garonne). Sur le site de Brax (47), une alimentation accélérée a déjà été réalisée via des bassins d’infiltration, ainsi qu’un modèle numérique des écoulements. L’effet des hétérogénéités sédimentaires des dépôts alluviaux est bien visible dans cette zone, ces dernières étant essentiellement créées par les dépôts de l’ancien système méandriforme. L’objectif de cette étude est de caractériser et spatialiser les hétérogénéités sédimentaires de la plaine alluviale de la Garonne. L’analyse de données satellitaires (MNT RGE Alti® à 5 m), de cartes anciennes, des sondages géologiques (BSS BRGM et carrières de granulats), de coupes géologiques et géophysiques (géoradar 200 MHz) a permis de cartographier et dater un certain nombre des barres de méandres et de paléo-chenaux mis en place dans les dépôts récents (< 35 ka) et superficiels (3-4 premiers mètres) de la plaine (Bertran et al., in press). Un logiciel de modélisation de réservoirs méandriformes (Flumy - Mines ParisTech) est utilisé pour construire un premier modèle géologique 3D de la plaine alluviale de la Garonne, nourri des données de terrain pour la partie superficielle, et se basant sur des scénarios probables des caractéristiques morphosédimentaires du fleuve pour le remplissage le plus profond et non-cartographiable, soit jusqu’au toit de la molasse formant le substratum (situé à 8-10 m sous la surface). Le modèle de répartition de faciès sédimentaire ainsi créé, une fois traduit en conductivité hydraulique, pourra servir d’entrée pour une modélisation hydrogéologique plus précise des échanges entre la Garonne et sa nappe alluviale.