Auteur moral

Agence de l'eau Adour-Garonne ;Ginger

Auteur secondaire

Résumé

Les bassins RhÎne-Méditerranée-Corse, Adour-Garonne et Seine-Normandie contiennent des domaines karstiques étendus dont les ressources en eau sont énormes. Ces ressources représentent dans certaines régions la seule solution possible pour l'alimentation des populations en eau potable. Cependant leur exploitation reste limitée du fait d'une faible connaissance, de difficultés d'exploitation et de gestion et de leur fragilité face à la pollution. Cette vulnérabilité induit des politiques de protection particuliÚres, notamment pour les captages. Ces procédures se caractérisent par des études hydrogéologiques préalables et spécifiques aux aquifÚres karstiques. Elles se distinguent également par les vastes superficies des bassins d'alimentation qui rendent difficiles ces études et la définition ainsi que l'application des mesures de protection.Dans ce contexte les agences de l'eau Adour-Garonne et RhÎne-Méditerranée-Corse ont mené la démarche suivante :-{tabulation}l'établissement d'un bilan de la mise en oeuvre des procédures de protection des captages AEP en milieu karstique ;-{tabulation}l'élaboration de préconisations issues des résultats de ce bilan. La mise en forme des ces préconisations sous forme d'un guide.Ce guide s'adresse aux acteurs concernés par la mise en place d'un nouveau captage ou la régularisation d'un captage existant.

Descripteur Urbamet

eau potable ;hydraulique ;eau souterraine ;alimentation en eau ;qualité de l'eau

Descripteur écoplanete

protection de la ressource ;protection de captage ;karst ;aquifÚre ;hydrogéologie

ThÚme

Ressources - Nuisances

Texte intégral

Milieux aquatiques en Adour-Garonne Stratégies de protection des ressources karstiques utilisées pour l'eau potable Guide pratique 1 Ce guide technique a été réalisé par Philippe Muet et Edith Vier du Bureau d'études GINGER Environnement, sous le pilotage de l'Agence de l'eau Adour-Garonne ; trois autres intervenants ont apporté une expertise complémentaire : Philippe Crochet et Bruno Marsaud d'ANTEA, Paul-Henri Mondain de CALLIGEE. La réalisation du guide a été suivie et validée par un Comité de pilotage composé notamment des Agences de l'eau AdourGaronne et RhÃŽne Méditerranée & Corse, de représentants des MinistÚres en charge de l'Environnement et de la Santé, et du BRGM ; la liste complÚte des participants est fournie en annexe 1. Photo de couverture : Goule noire Massif du Vercors - Photo Philippe CROCHET 2 Sommaire INTRODUCTION Objectifs du guide Les spécificités des aquifÚres karstiques et de leur protection Champ d'application du guide Principales difficultés rencontrées dans les procédures de protection des captages en milieu karstique GenÚse du guide Rappel du cadre réglementaire Contenu du guide I. II. III. IV. PRESENTATION DE LA TYPOLOGIE DES SYSTEMES KARSTIQUES OBJECTIFS DE LA PROTECTION ENCADREMENT DE LA PROCEDURE AU NIVEAU DEPARTEMENTAL DEROULEMENT DE LA PROCEDURE DE PROTECTION DES CAPTAGES : ELABORATION D'UNE STRATEGIE DE PROTECTION Etape de lancement de la procédure Portage de la procédure de protection Contenu des études préalables / Diagnostic Contenu des études préalables / Définition de la stratégie de protection LISTE DES ANNEXES 1. Liste des membres du Comité de pilotage de l'étude 2. Liste des acteurs ayant contribué à la consolidation des préconisations 3. Trames de cahiers des charges par type de captage, avec notice et logigrammes 4. Liste bibliographique p 73 p 21 p 23 p 25 p 27 Introduction Les terrains carbonatés occupent environ 30% de la surface du territoire national métropolitain ; le domaine karstique est particuliÚrement étendu sur les bassins RhÃŽne-Méditerranée et Adour-Garonne, et dans une moindre mesure en Seine-Normandie. La ressource en eau que renferment ces aquifÚres est considérable mais difficile à cerner ; leur exploitation est certainement trÚs modeste en regard des volumes en jeu, du fait essentiellement d'un manque de connaissance, de certaines difficultés d'exploitation et de gestion et de leur particuliÚre sensibilité à la pollution. Cette sensibilité doit cependant être relativisée, car ces aquifÚres présentent l'avantage de se renouveler trÚs rapidement. Cette ressource est souvent dans certaines régions l'unique recours possible pour l'alimentation en eau des populations. Son intérêt se trouve renforcé du fait de l'augmentation générale des besoins en eau. Toutefois, l'occupation croissante des zones karstiques, conjuguée à leur vulnérabilité, impose la mise en place de politiques de protection adaptées. De telles politiques de protection passent obligatoirement par la mise en place des périmÚtres de protection des captages d'eaux destinées à la consommation humaine. Cette procédure se heurte dans le cas des aquifÚres karstiques à de nombreuses difficultés ; en outre, elle peut s'avérer insuffisante pour garantir le respect des limites de qualité fixées par la réglementation pour les eaux utilisées pour l'approvisionnement en eau potable. Les procédures de protection en milieu karstique se différencient des procédures « classiques » essentiellement sur deux points : - des études hydrogéologiques préalables spécifiques, c'est-à-dire utilisant des méthodes particuliÚres adaptées aux aquifÚres karstiques, sont nécessaires ; - la superficie des bassins d'alimentation est souvent importante, ce qui constitue une difficulté pour les études et surtout pour la définition et l'application des mesures de protection. Cette question de la protection des ressources en eau souterraine en milieu calcaire concernant particuliÚrement les bassins Adour-Garonne et RhÃŽne-Méditerranée & Corse, les deux Agences de l'eau ont mené conjointement une démarche visant : - dans un premier temps à établir un bilan de la mise en oeuvre des procédures de protection des captages AEP en milieu karstique ; ce bilan a apporté des éléments sur l'existant (état des lieux, analyse des diverses causes du retard ou au contraire des stratégies « gagnantes ») ; il a abouti à des préconisations pour améliorer la situation. - dans un second temps, la démarche a été poursuivie par l'approfondissement des préconisations, donnant lieu à l'élaboration du présent guide. (Lire pour plus de détails le résumé de la genÚse du guide page n° 13). Objectifs du guide Ce document a pour but de guider en priorité les collectivités gestionnaires des captages en milieu karstique destinés à l'alimentation en eau potable, mais aussi les assistants à maîtrise d'ouvrage, maîtres d'oeuvre, bureaux d'études, administrations, ainsi que tous les acteurs impliqués dans la mise en place des procédures réglementaires de protection des captages en milieu karstique, et plus généralement dans la protection des ressources karstiques captées pour l'approvisionnement en eau potable. Il s'adresse ainsi aux acteurs qui doivent s'engager dans une telle procédure, notamment pour la mise en service d'un nouveau captage ou la régularisation d'un captage existant. La démarche préconisée dans ce guide étant spécifique aux aquifÚres karstiques, la premiÚre question qui se pose est de savoir si l'aquifÚre sollicité par le captage est effectivement le siÚge de circulations karstiques fonctionnelles ; l'objet du chapitre suivant est d'aider à répondre à cette question. 5 Les spécificités des aquifÚres karstiques et de leur protection L'aquifÚre karstique, comme tout aquifÚre, possÚde une zone non saturée appelée « zone d'infiltration » et une zone saturée appelée « zone noyée ». La zone d'infiltration : la partie supérieure de la zone non saturée, constituée d'une couche altérée pouvant faire plusieurs mÚtres d'épaisseur, présente une perméabilité plus importante et surtout plus homogÚne que le massif calcaire sous-jacent. Cette partie appelée épikarst permet aux eaux de pluie de disparaître rapidement dans le sous-sol et de rester temporairement stockées avant de s'infiltrer plus en profondeur. L'infiltration verticale de l'eau vers la zone noyée se fait suivant deux modalités. L'une rapide parcourt des fissures élargies ; l'autre lente (ou retardée) correspond à un écoulement diphasique dans des fissures faiblement ouvertes. Une autre structure, appelée ruissellement souterrain permet l'évacuation rapide de l'eau de la zone non-saturée. Cette structure, d'une transmissivité hydraulique pratiquement infinie, peut être en relation avec des « pertes » de cours d'eau drainant des zones non calcaires. La zone noyée : le karst noyé comprend une structure drainante (drains) qui évacue vers l'exutoire l'eau de la zone saturée, elle-même alimentée par l'eau transitant à travers la zone non saturée. Latéralement aux structures de drainage et dans la partie de l'aquifÚre proche de l'exutoire, sont situées les zones capacitives de l'aquifÚre appelées systÚmes annexes au drainage. Selon le degré d'organisation des écoulements, ces systÚmes annexes au drainage peuvent être constitués par des fissures élargies saturées ou de véritables cavités représentant des volumes importants. Cette organisation est trÚs particuliÚre puisque les fonctions de stockage et de drainage de l'aquifÚre sont séparées, au moins dans la zone noyée, et sont assurées par des éléments distincts de la structure. Ce schéma fonctionnel induit un compartimentage hydraulique responsable de trÚs fortes hétérogénéités. Définition et caractéristiques Lorsqu'elles ne sont ni fissurées, ni fracturées, les roches carbonatées peuvent être généralement considérées comme des roches imperméables à porosité faible. C'est l'apparition de la karstification qui engendre leur bonne qualité aquifÚre. La karstification est un phénomÚne physico-chimique lié à la dissolution du calcaire par le gaz carbonique dissous dans l'eau circulant dans les discontinuités du massif rocheux (failles, diaclases, joints de stratification...). La porosité et la perméabilité créées par la karstification ne sont pas uniformément réparties et présentent même une trÚs forte hétérogénéité. L'originalité de l'aquifÚre karstique réside dans la hiérarchisation des vides, de l'amont vers l'aval, aboutissant à un drainage progressif des eaux d'infiltration vers une source souvent unique. Ainsi les écoulements souterrains s'organisent en systÚme karstique d'une façon assez similaire à celle d'un réseau hydrographique de surface, où les petits ruisseaux confluent pour former en aval un cours d'eau unique. Une approche globale de l'étude des aquifÚres karstiques, par analogie avec les réseaux fluviatiles, conduit à définir le systÚme karstique comme « l'impluvium au niveau duquel les écoulements de type karstique s'organisent pour constituer une unité de drainage » (A. Mangin, 1975). Ainsi défini, un systÚme karstique peut se développer en totalité dans le massif calcaire, sans apport extérieur ; on est alors en présence d'un systÚme unaire. Mais bien souvent, des écoulements superficiels provenant de zones non karstiques alimentent l'aquifÚre karstique au niveau de pertes localisées sur des contacts géologiques. Cette partie non karstique de l'impluvium est alors à inclure dans le systÚme karstique ; on est alors en présence d'un systÚme binaire. REPRÉSENTATION CONCEPTUELLE DE L'AQUIFÈRE KARSTIQUE (d'aprÚs A. Mangin, 1975) Perte Terrains non Karstiques Zone épikarstique avec zone saturée perchée Ruissellement souterrain Infiltration rapide Zone d'infiltration Infiltration lente Niveau piézométrique Niveau de base Exutoire Drain SystÚme annexes au drainage (SAD) Karst noyé 6 ! SYSTÈMES UNAIRE ET BINAIRE, D'APRÈS BRUNO MARSAUD, 1996 Cette notion de systÚme karstique liée à l'organisation interne des écoulements est fondamentale. Elle permet la mise en oeuvre de nombreuses méthodes dérivant de l'analyse des systÚmes hydrologiques ou physiques. Ces méthodes fondent la connaissance du fonctionnement du systÚme karstique sur l'analyse des sorties du systÚme (débits, chimie, biologie, restitution de traceurs...), et permettent d'en déduire la structure de l'aquifÚre. De plus, l'impluvium du systÚme karstique coïncide avec l'Aire d'Alimentation du Captage (AAC) dÚs lors que celui-ci exploite l'exutoire du systÚme. La structure d'un systÚme karstique se rapporte toujours au schéma décrit précédemment. Toutefois, dans la nature, tous les stades d'organisation existent : depuis les systÚmes peu évolués où les structures capacitives prédominent sur les structures drainantes, jusqu'aux systÚmes trÚs bien drainés où le stockage de l'eau d'infiltration est pratiquement inexistant. La mise en place d'un systÚme karstique est trÚs rapide par rapport à l'échelle des temps géologiques. Sa structure, loin d'être figée, peut évoluer en fonction des mouvements tectoniques, des changements climatiques, et/ ou des variations de niveau de base (altitude des cours d'eau recoupant ou limitant un massif karstique). Un karst est donc presque toujours polyphasé. Ce polyphasage des structures karstiques apporte un niveau supplémentaire de complexité dans la description des systÚmes karstiques. ! SCHÉMATISATION DE L'AQUIFÈRE KARSTIQUE ( d'aprÚs A.Mangin, 1975 ) Précipitations ou apports d'un autre systÚme 7 Evolution de la conceptualisation du karst d'aprÚs « Eaux destinées à la consommation humaine. Guide pour la protection des captages publics. Départements du Gard et de l'Hérault », DDASS 30 et 34, BRGM, octobre 2007 Lapiaz (Hérault) - Photo Philippe CROCHET Plusieurs schémas ont été proposés pour conceptualiser le karst, correspondant à des approches et/ou des observations particuliÚres, parfois caractéristiques d'un contexte régional : - agencement de conduits reliant des pertes de riviÚres de surface à une résurgence, comme le représente la vision initialement et intuitivement imposée par l'exploration spéléologique ; - ensemble régulier de fractures élargies drainant des eaux stockées dans des blocs constituant une matrice assimilable à un milieu poreux à porosité de fractures ou de fissures ; - structure organisée à l'échelle d'un massif, avec une hiérarchisation des écoulements souterrains analogue à celle des réseaux hydrographiques de surface. L'unité de drainage qui en résulte correspond au karst sensu stricto. Si la premiÚre conceptualisation est aujourd'hui abandonnée par les hydrogéologues car elle ne prend pas en compte les réserves en eau contenues dans les zones non accessibles à l'homme, les deux autres approches ont parfois été opposées. Or, elles ne sont pas complÚtement incompatibles si on considÚre les deux propriétés fondamentales qui résultent du processus de karstification : - le degré d'évolution du karst : la karstification correspond à une évolution, au cours de laquelle certains vides du milieu fissuré originel s'élargissent, alors que d'autres se colmatent, pouvant aboutir à terme à la création d'une structure de drainage organisée et isolée du milieu fissural originel ; - la fonctionnalité du karst : l'existence d'un comportement karstique des écoulements résulte de la conjonction d'une structure organisée et d'un fort potentiel hydraulique aux limites du systÚme. Si l'un de ces éléments manque, comme cela peut être le cas lors d'une remontée du niveau de base, il n'y a plus de comportement karstique d'un point de vue hydraulique et le systÚme n'est plus fonctionnel, ce qui n'exclut cependant pas la présence de réserves pouvant être importantes et la possibilité de les exploiter. Ainsi, en fonction du degré d'évolution atteint par les systÚmes karstiques, des différents événements intervenant au cours du processus de karstification et des différentes configurations possibles (présence ou non d'un impluvium non karstique, systÚme jurassien ou vauclusien), il existe une multitude d'aquifÚres formant un continuum à partir de l'aquifÚre carbonaté originellement fissuré. Ils ont été regroupés en trois grands types de systÚmes karstiques : - Les systÚmes carbonatés fissurés et karstifiés : il s'agit des systÚmes en cours d'évolution dont l'organisation n'est pas encore perceptible et qui peuvent être assimilés d'un point de vue de leur comportement hydraulique à des aquifÚres fissurés. Ce type englobe également les réservoirs présentant une porosité matricielle (craie, dolomies) drainée par des fractures karstifiées ou non. - Les systÚmes karstiques au sens strict : ce sont les systÚmes karstiques fonctionnels dans lesquels vides et écoulements sont organisés. Il en résulte des caractéristiques qui les rendent spécifiques par rapport aux autres milieux, dont les plus importantes sont : la dissociation systématique des fonctions capacitives (zone de stockage constituées par les systÚmes annexes) et transmissives (relation au sein du karst noyé par le drain) ; l'existence de forts contrastes de vitesse. - Les systÚmes karstiques non fonctionnels : ils renferment des vides organisés, mais ceux-ci ne conditionnent pas les écoulements souterrains en raison des conditions hydrauliques extérieures (conditions aux limites), suite par exemple à la remontée du niveau de base. Le systÚme karstique n'est plus fonctionnel, mais il s'agit d'un karst noyé avec réserves qui, lorsqu'elles existent, occupent des réservoirs discontinus et hétérogÚnes (appelés systÚmes annexes), constitués d'ensembles indépendants les uns des autres, mais qui sont tous en relation avec le drain. Il en résulte un comportement assimilable à celui des milieux poreux à l'échelle globale. Le guide que vous avez entre les mains est destiné aux systÚmes karstiques au sens strict. Pour les autres types de systÚmes karstiques, on peut se référer au guide technique publié en 2009 par le MinistÚre en charge de la Santé : « Protection des captages d'eau : Acteurs et stratégies ». 8 Vulnérabilité des aquifÚres karstiques - Spécificités et analogies La vulnérabilité d'un aquifÚre est la possibilité qu'a un contaminant de percoler et de diffuser depuis la surface jusqu'au réservoir d'eau dans des conditions naturelles. Définition de la vulnérabilité Vulnérabilité intrinsÚque : terme utilisé pour représenter les caractéristiques géologiques et hydrogéologiques naturelles qui déterminent la sensibilité des eaux souterraines à la contamination par les activités humaines. Elle se définit comme un déficit de protection ou de défense naturelle de l'eau souterraine contre des menaces de pollution, en fonction des conditions hydrogéologiques locales. Son évaluation s'apprécie par le croisement de deux critÚres : - la facilité et la rapidité suivant lesquelles des matiÚres polluantes d'origine superficielle peuvent atteindre l'eau souterraine et dégrader ses qualités (caractéristiques du sol et de la zone comprise entre le sol et l'aquifÚre, présence d'une couverture imperméable, lithologie dominante) ; - la difficulté et la lenteur de la régénération des qualités de l'eau souterraine, de l'effacement de l'impact aprÚs arrêt du fait polluant, qui dépend davantage des conditions hydrodynamiques de l'aquifÚre - à l'instar du « pouvoir auto-épurateur » d'un cours d'eau (recharge de l'aquifÚre, temps de renouvellement, types d'écoulement, perméabilité, échanges avec les cours d'eau et les zones humides, alimentation par des masses d'eau voisine). Vulnérabilité spécifique : terme utilisé pour définir la vulnérabilité d'une eau souterraine à un contaminant particulier ou à un groupe de contaminants. Elle prend en compte les propriétés des contaminants et leurs relations avec les divers composants de la vulnérabilité intrinsÚque. ! Il est couramment admis que les aquifÚres karstiques sont trÚs vulnérables aux pollutions de toutes sortes du fait : - du faible rÃŽle filtrant de la zone d'infiltration, - du faible effet de la dispersion et de la dilution liée à l'organisation des écoulements, - des temps de séjour courts limitant les processus épuratoires au sein de l'aquifÚre. Blagour de Chasteaux (CorrÚze) - Eaux turbides à la suite de crues Photo Philippe CROCHET ! 9 Ainsi la structure particuliÚre de l'aquifÚre karstique concourt à une variabilité temporelle importante de la qualité des eaux aux exutoires des systÚmes karstiques. Ces variations sont le plus souvent naturelles comme par exemple les variations brusques de turbidité1 qui posent fréquemment des problÚmes importants aux collectivités pour l'exploitation de telles ressources. Mais ces variations ont, dans certains cas, une origine anthropique. - la prédominance des structures capacitives par rapport aux structures de drainage qui limite les transits rapides et augmente les phénomÚnes de dilution et de dispersion, - les impluviums de grande taille, qui induisent une dilution importante, réduisant ainsi les risques de dégradation de la qualité des eaux. Il faut souligner que la vulnérabilité d'un aquifÚre karstique n'est en rien comparable à celle d'un aquifÚre de milieu poreux ou de milieu fissuré où seules l'adsorption, la dilution et la dispersion sont à prendre en compte. En revanche, sur le plan de la structure, du fonctionnement et de la vulnérabilité, il apparaît une certaine analogie entre aquifÚre karstique et cours d'eau de surface. Cette analogie comporte toutefois une limite importante : les écoulements sont souterrains donc invisibles et beaucoup plus complexes à connaître et surtout, ils se développent dans les trois dimensions du réservoir aquifÚre. La localisation géographique et la hiérarchisation des zones vulnérables sont donc difficiles à déterminer. Ainsi la protection des ressources captées en milieu karstique va donc suivre une logique plus proche de celle de la protection des eaux de surface que celle des aquifÚres continus voire fissurés. Toutefois, si la logique est la même, ne pas pouvoir accéder aux écoulements contraint à développer des méthodes originales, en particulier pour la cartographie de vulnérabilité. Gouffre sur lapiaz en contexte de montagne (Hérault) Photo Philippe CROCHET En contrepartie, certaines caractéristiques de l'aquifÚre karstique sont intéressantes en termes de protection : - élimination rapide des pollutions accidentelles touchant le réseau de drainage, - effets retardateurs généralement réduits (adsorption, dispersion), - effets cumulatifs d'un cycle à l'autre trÚs réduits du fait des temps de séjour globalement courts, d'où une amélioration rapide de la qualité des eaux aprÚs réduction à la source des causes de pollution. Dans le détail, ces généralités doivent être modulées en fonction de la particularité de chaque aquifÚre karstique. Les facteurs pouvant limiter la vulnérabilité sont par exemple : - la présence d'un aquifÚre épikarstique2 dont les caractéristiques physiques et hydrodynamiques favorisent les processus d'atténuation de la pollution (par dilution, échanges ioniques, adsorption, stockage temporaire), - l'existence de terrains de couverture (limons, altérites et/ou alluvions) retardant l'infiltration des polluants et réduisant les quantités susceptibles d'atteindre la zone noyée (processus épuratoires), Source de la BuÚges (Hérault) Photo Philippe CROCHET 1 La turbidité désigne la teneur d'un liquide en matiÚres qui le troublent. Dans les eaux issues des systÚmes karstiques, la turbidité élevée traduit une teneur importante en matiÚres fines en suspension, généralement suite à un épisode pluvieux ayant provoqué le lessivage des sols (transfert direct des particules érodées depuis la surface). 2 L'épikarst ou la zone épikarstique rassemble l'eau d'infiltration dans un aquifÚre perché local et discontinu, drainé vers le bas soit par les vides les plus larges en un ruissellement souterrain rapide, soit par les vides de petites dimensions, en une infiltration lente. 10 Champ d'application du guide Les experts nationaux de la protection des aquifÚres karstiques et les hydrogéologues spécialistes du karst s'accordent pour dire que les aquifÚres fissurés carbonatés non karstifiés sont rares. Autrement dit, tout massif calcaire soumis à l'infiltration des eaux météoriques présente, à des degrés divers, des caractéristiques karstiques. Si la fonctionnalité karstique d'un systÚme est faible, la vulnérabilité est moindre et surtout les méthodes d'études peuvent se rapprocher des méthodes classiques de l'hydrogéologie de milieux continus ou équivalents. Ce guide est destiné aux captages dont la ressource, au-delà de la morphologie karstique, présente un fonctionnement karstique, c'est-à-dire se caractérise par une organisation fonctionnelle des écoulements. Autrement dit, chaque fois que l'on pourra employer des méthodes d'études classiques de l'hydrogéologie en milieu continu, ce guide ne s'appliquera pas (on peut se référer au guide technique publié en 2009 par le MinistÚre en charge de la Santé : « Protection des captages d'eau : Acteurs et stratégies »). Le logigramme suivant schématise la réflexion à conduire pour déterminer si un captage relÚve bien du champ d'application de ce guide. Le raisonnement est fondé sur deux questions. L'aquifÚre n'a pas de structures karstiques ou n'a pas un fonctionnement karstique NON Le captage est-il en milieu carbonaté : calcaire, craie, dolomie ? OUI Utiliser les méthodes classiques pour la protection des aquifÚres en milieu ssuré NON Existe-t-il des formes karstiques typiques : riviÚre souterraine, pertes de cours d'eau, dolines, vallées sÚches, grottes, sources peu nombreuses et à fort débit ou bien des traçages des eaux ayant montré des relations rapides (> 10 à 20 m/h) ? OUI Le guide s'applique Il convient d'abord de s'assurer que le captage se situe dans un milieu carbonaté (calcaire, craie, dolomie). On ne se trouve pas pour autant systématiquement en présence d'un aquifÚre au fonctionnement karstique. Il faut dans un second temps vérifier : - s'il existe des formes karstiques typiques telles que riviÚres souterraines, pertes de cours d'eau, vallées sÚches, grottes, sources peu nombreuses et à fort débit, - ou bien si l'on dispose de résultats de traçages avec des vitesses de transit importantes (supérieures à 10 ou 20 m/h). Si aucune de ces deux derniÚres conditions n'est vérifiée, le guide ne s'applique pas. Si les conditions sont vérifiées, il existe alors une bonne probabilité pour que l'on soit en présence d'un aquifÚre karstique. Cependant l'existence d'une fonctionnalité karstique (c'est-à-dire d'écoulements souterrains conditionnés par la structuration du karst) ne peut être complÚtement démontrée que sur la base d'observations précises du comportement hydrodynamique de l'aquifÚre. Ces analyses sont à réaliser dans la premiÚre phase des études hydrogéologiques préalables (voir logigramme page 19). 11 Principales difficultés rencontrées dans les procédures de protection des captages en milieu karstique Organisation et stratégie départementale TrÚs peu d'outils ou de moyens visant spécifiquement les démarches de protection des captages en milieu karstique sont mis en place. Le manque de cadrage et d'outils au niveau départemental, mais aussi plus globalement au niveau national, se traduit notamment par une hétérogénéité des procédures entre les départements voire au sein d'un même département. Mise en place et déroulement des procédures - Objectif des procédures de mise en place des périmÚtres de protection des captages Il est fréquent que les objectifs attribués aux périmÚtres de protection visent la protection de la ressource, et non seulement du captage. Les périmÚtres de protection n'ont pourtant pas vocation à protéger efficacement contre toutes les pollutions potentielles produites dans le bassin d'alimentation, en particulier lorsqu'il s'agit de pollutions diffuses. En domaine karstique en particulier, les procédures qui visent de façon inappropriée la protection totale de la ressource peuvent aboutir à des propositions de périmÚtres de protection trÚs étendus et, par voie de conséquence, à des contraintes socioéconomiques difficilement acceptables. - Etudes préalables à l'établissement des périmÚtres de protection L'absence fréquente de cahiers des charges type induit une assez grande variabilité du contenu des études préalables. Le plus souvent, elles s'attachent essentiellement à la caractérisation de l'aquifÚre karstique, les autres volets étant alors insuffisamment développés. L'évaluation de la vulnérabilité est souvent incomplÚte, et il est trÚs rare qu'une cartographie soit établie. L'insuffisance des approches en matiÚre de vulnérabilité s'explique avant tout par l'absence d'une méthodologie, reconnue et standardisée, adaptée aux systÚmes karstiques. Les études peuvent ainsi apparaître déconnectées de la problématique de définition des périmÚtres. La réflexion sur les solutions complémentaires ou alternatives (traitement, dispositif d'alerte, interconnexion, ressource alternative) est souvent absente. - Définition des périmÚtres L'absence de méthode de référence pour définir les périmÚtres de protection en milieu karstique constitue un inconvénient notable. Blagour de Chasteaux (CorrÚze) Photo GINGER A défaut, les hydrogéologues agréés utilisent des critÚres de définition qui leur sont propres ; le manque d'argumentaire pour justifier la délimitation des périmÚtres et le choix des prescriptions est souligné. La prise en compte d'objectifs trop larges de protection de la ressource, ou l'utilisation de méthodes inadaptées au karst pour déterminer les périmÚtres, conduisent à des zonages surdimensionnés. En revanche, le recours aux périmÚtres de protection satellites institués par la réglementation pour protéger les zones de forte vulnérabilité (avens, dolines, bétoires), s'avÚre particuliÚrement bien adapté aux spécificités des captages en milieu karstique. - Prescriptions dans les périmÚtres de protection Les mesures de protection visent généralement tous les types de pollution : accidentelle, chronique, ponctuelle et diffuse. Une critique récurrente est que les prescriptions sont trop générales et répÚtent les mesures de la réglementation en vigueur. Quelquefois, les prescriptions sont au contraire jugées trop strictes, induisant des contraintes socioéconomiques trop fortes pour les collectivités concernées, surtout lorsqu'elles s'appliquent à de grands périmÚtres ; ce type de difficultés est à l'origine de la plupart des situations de blocage des procédures. Les prescriptions spécifiques aux aquifÚres karstiques sont peu nombreuses ; on peut citer principalement les aménagements des pertes et points d'infiltration rapide. Pour conclure, les problÚmes mis en exergue ne sont pas tous spécifiques aux procédures de protection en milieu karstique ; mais certains facteurs tendent à exacerber les difficultés en domaine karstique : aquifÚres karstiques concernés souvent mal connus, analyse de la vulnérabilité et des risques plus délicate du fait de la complexité de la structure et du fonctionnement des aquifÚres, de la taille des bassins d'alimentation, et donc du nombre de collectivités concernées. 12 GenÚse du guide Les Agences de l'eau Adour-Garonne et RhÃŽne-Méditerranée ont réalisé en 2005 une étude : « Bilan et analyse de la mise en oeuvre des procédures de protection des captages en milieu karstique »3 , basée sur des recherches bibliographiques et des études de cas ; cette premiÚre démarche a consisté à : - dresser un état des lieux des stratégies adoptées, en France, ces dix derniÚres années pour mettre en place les périmÚtres de protection autour des captages en milieu karstique, - identifier et analyser les difficultés qui font obstacle à la mise en oeuvre des périmÚtres de protection dans le karst, - repérer et analyser les solutions qui ont fait la preuve de leur efficacité, en tenant compte des spécificités naturelles et socio-économiques, - formuler des préconisations à proposer aux maîtres d'ouvrage, à l'administration et aux hydrogéologues agréés ; ces propositions concernent toutes les étapes des procédures et tous leurs aspects : organisationnels, administratifs, méthodologiques, réglementaires et techniques. Cette premiÚre étude concluait par ailleurs sur la nécessité d'élaborer des outils dans le but de renforcer le cadrage méthodologique des démarches de protection. Entre 2007 et 2010, des guides techniques ont ainsi été élaborés pour les thÚmes suivants : - Guide méthodologique présentant les outils de l'hydrogéologie karstique pour la caractérisation de la structure, du fonctionnement et de l'évaluation des ressources des systÚmes karstiques ; (méthodes de caractérisation, traçages de reconnaissance et traçages de simulation, etc.), ONEMA, BRGM, Mars 2010 ; - Guide méthodologique relatif à la cartographie de la vulnérabilité intrinsÚque des aquifÚres karstiques ­ méthode PaPRIKa (ONEMA, BRGM4 , octobre 2009). En parallÚle, suite au « bilan des procédures de protection des captages en milieu karstique », un travail de consolidation et de développement des 27 préconisations issues de cette premiÚre démarche a été mené, dans le cadre d'une mission pilotée par l'Agence de l'eau Adour-Garonne, comportant : 1) l'évaluation de l'intérêt et de la pertinence de chacune des préconisations grâce au recueil des réactions d'une quarantaine d'acteurs (voir liste en annexe 2) ; 2) l'approfondissement des préconisations retenues, intégrant les avancées liées aux guides techniques récemment parus, et aboutissant à l'élaboration du présent document. A noter par ailleurs la parution en 2009 d'un guide technique élaboré par le MinistÚre en charge de la Santé : « Protection des captages d'eau : Acteurs et stratégies ». Ce document destiné aux services de l'Etat vise à « fournir un cadre pour l'action des hydrogéologues agréés en matiÚre d'hygiÚne publique ». Ce guide n'est pas spécifique aux captages en milieu karstique mais aborde les particularités de la procédure de la mise en place des périmÚtres de protection pour ce type de captages, notamment dans son annexe 8. Guide Méthodologique Les outils de l'hydrogéologie karstique pour la caractérisation de la structure et du fonctionnement des systÚmes karstiques et l'évaluation de leur ressource ­ BRGM/RP - 58237 - FR - Mars 2010 Cartographie de la vulnérabilité intrinsÚque des aquifÚres karstiques ­ Guide méthodologique de la méthode PaPRIKa BRGM/RP-57527-FR ­ Octobre 2009 Protection des captages d'eau Actions et stratégies La synthÚse de cette étude est disponible en version électronique sur le site internet de l'Agence de l'Eau RhÃŽne-Méditerranée & Corse à l'adresse suivante : www.eaurmc.fr/espace-dinformation/guides-acteurs-de-leau sous le thÚme « préserver l'eau destinée à la consommation humaine ». 4 ONEMA : Office National de l'Eau et des Milieux Aquatiques ; BRGM : Bureau de Recherches Géologiques et MiniÚres 3 13 Rappel du cadre réglementaire Réglementation relative aux périmÚtres de protection des captages L'instauration des périmÚtres de protection qui concerne tous les points de prélÚvement destinés à prélever de l'eau potable destinée au public (eaux souterraines et eaux superficielles) est devenue obligatoire en application des lois du 16 décembre 1964 et du 3 janvier 1992. La réglementation relative à la procédure de protection des captages est codifiée essentiellement dans le Code de la Santé Publique, en particulier aux articles L. 1321-2, R. 1321-6 et R. 1321-13. Ces textes prévoient la mise en place pour chaque captage de trois périmÚtres de protection définis comme suit : Article L 1321-2 du Code de la Santé Publique « En vue d'assurer la protection de la qualité des eaux, l'acte portant déclaration d'utilité publique des travaux de prélÚvement d'eau destinée à l'alimentation des collectivités humaines détermine autour du point de prélÚvement un périmÚtre de protection immédiate dont les terrains sont à acquérir en pleine propriété, un périmÚtre de protection rapprochée à l'intérieur duquel peuvent être interdits ou réglementés toutes activités et tous dépÃŽts ou installations de nature à nuire directement ou indirectement à la qualité des eaux et, le cas échéant, un périmÚtre de protection éloignée à l'intérieur duquel peuvent être réglementés les activités, installations et dépÃŽts ci-dessus visés ». Le Code de l'Urbanisme (articles L. 126-1 et R. 126-1 à R. 126-3) impose que les servitudes attachées aux périmÚtres figurent en annexe des plans locaux d'urbanisme. La Circulaire du 24 juillet 1990 précise les modalités de mise en oeuvre de la procédure. Elle présente les périmÚtres de protection comme « une protection complémentaire dont l'objectif est de préserver les points de prélÚvement des risques de pollution provenant des activités exercées à proximité ». Parmi les textes les plus récents, il convient de se référer : - à la loi du 9 août 2004 relative à la politique de santé publique qui facilite la maîtrise fonciÚre, simplifie la procédure en supprimant l'obligation de publication des servitudes aux hypothÚques et permet à la collectivité d'utiliser son droit de préemption urbain afin d'acquérir plus facilement les terrains ; - à l'arrêté du 20 juin 2007, relatif à la constitution du dossier de demande d'autorisation d'utilisation d'eau destinée à la consommation humaine, et sa circulaire d'application du 26 juin 2007 ; ces deux textes relayant notamment les modifications instaurées par le décret du 11 janvier 2007 relatif à la sécurité sanitaire des eaux destinées à la consommation humaine. La réglementation relative à la mise en place des périmÚtres de protection concerne tous les captages et s'applique par conséquent aux captages en milieu karstique. Il n'existe pas de textes visant exclusivement la protection des captages en milieu karstique ; néanmoins, il existe quelques dispositions particuliÚres ciblant ce type de captages : - ParallÚlement à une meilleure compréhension des phénomÚnes hydrogéologiques en domaine carbonaté apparaissent dans la législation les termes dérivés du mot « karst ». La circulaire du 12 juillet 1924 envisage la premiÚre d'avoir recours aux procédés épuratoires des eaux captées, en particulier pour les « milieux fissurés », afin de limiter la surface des périmÚtres de protection. - L'article 21 du décret du 3 janvier 1989 autorise la définition de « périmÚtres satellites », à savoir de zones protégées sur des terrains disjoints. Cette mesure importante, bien qu'applicable à l'ensemble des aquifÚres, a été prise pour répondre à la problématique des pertes ou points d'engouffrement en zone karstique (gouffres, bétoires, dolines, etc.). 14 - La circulaire du 24 juillet 1990 (annexe 1) prévoit que pour les systÚmes aquifÚres de type « roches compactes présentant des fissures ouvertes (roches cristallines, gréseuses et surtout calcaires) », la protection des captages soit rapprochée, dans ses principes, de celle des eaux superficielles. L'analogie entendue entre karsts et réseaux hydrographiques de surface conduit donc à considérer, par le biais d'une démarche commune, leur vulnérabilité vis-à-vis de sources potentielles de pollution. - L'arrêté du 11 janvier 2007 relatif aux limites et références de qualité des eaux brutes et des eaux destinées à la consommation humaine fixe une limite de qualité sur la turbidité de 1 NFU (au point de mise en distribution), spécifique aux eaux provenant de prises en eau de surface et de milieux fissurés présentant une turbidité importante supérieure à 2 NFU. - Enfin, l'arrêté du 20 juin 2007 reconnaît aux Préfets le pouvoir d'imposer une analyse complémentaire à celle exigée en application de l'article 1er du même arrêté « lorsque les conditions climatiques, environnementales ou le contexte hydrogéologique sont susceptibles d'influencer de maniÚre significative la qualité de l'eau, et notamment dans le cas de nappes alluviales ou d'eaux d'origine karstique ». La réglementation en vigueur témoigne donc d'une certaine reconnaissance des karsts en tant que milieux aquifÚres spécifiques. De maniÚre implicite, elle tend à surimposer des mesures et recommandations propres à la protection des aquifÚres en domaine carbonaté, sans pour autant proposer une procédure particuliÚre. Abîme de Bramabiau (Gard) - Photo Philippe MUET 15 Réglementation relative à la protection des eaux souterraines ParallÚlement au renforcement de la réglementation relative aux périmÚtres de protection, celle intéressant la protection des ressources en eau s'est considérablement développée ces 40 derniÚres années ; l'évolution de cette réglementation générale a été jalonnée par des textes fondamentaux, qui ont chaque fois marqué une avancée importante dans les politiques de préservation des ressources : loi du 16 décembre 1964, loi sur l'eau du 3 janvier 1992 ; le dernier jalon déterminant est la directive cadre du 23 octobre 2000 sur l'eau, dont l'objectif central est la protection à long terme des milieux aquatiques et des ressources en eau ; cette directive a été transposée notamment par la loi sur l'eau du 30 décembre 2006. Avant la directive cadre et les lois sur l'eau, l'essentiel de la réglementation relative aux eaux souterraines était axé sur la protection de l'usage AEP ; les principaux textes intéressant prioritairement les eaux souterraines ont émané d'initiatives européennes : - directive du 17 décembre 1979 (transposée en droit français par l'arrêté du 10 juillet 1990) concernant la protection des eaux souterraines contre la pollution causée par certaines substances dangereuses ; - directive du 12 décembre 1991 sur la protection des eaux contre la pollution par les nitrates d'origine agricole. La directive cadre sur l'eau a marqué une avancée fondamentale pour la protection des ressources en eau, notamment souterraines, en fixant les objectifs suivants : - Prévenir la détérioration de l'état de toutes les masses d'eau souterraine. - Obtenir en 2015 un bon état chimique et quantitatif des masses d'eau souterraines (sauf dérogations pour un report à 2021 ou 2027). - Inverser toute tendance à la hausse, significative et durable, de la concentration de tout polluant. - Réduire progressivement la pollution due aux substances prioritaires et arrêter ou supprimer progressivement les émissions, les rejets et les pertes de substances dangereuses prioritaires. La directive cadre impose par ailleurs le classement dans le registre des zones protégées de tous les points de captages fournissant plus de 10 m3/jour ou desservant plus de 50 personnes ; elle fixe dans ces zones protégées un objectif d'atteinte du bon état en 2015. En outre, elle demande que soit assurée la protection nécessaire pour les masses d'eau recensées afin de prévenir la détérioration de leur qualité de maniÚre à réduire le degré de traitement de purification nécessaire à la production d'eau potable. Les États membres peuvent établir à cette fin des zones de sauvegarde pour ces masses d'eau. Les SDAGE et les Programmes de mesures relaient l'ensemble de ces objectifs et définissent les actions et les mesures de gestion à mettre en oeuvre pour les satisfaire. La directive du 22 novembre 2006 sur la protection des eaux souterraines contre la pollution et la détérioration, définit les critÚres pour l'évaluation du bon état chimique des eaux souterraines et pour l'identification et l'inversion des tendances à la hausse significatives et durables. L'arrêté du 17 décembre 2008 établit les critÚres d'évaluation et les modalités de détermination de l'état des eaux souterraines et des tendances significatives et durables de dégradation de l'état chimique des eaux souterraines. Il fixe les normes de qualité des eaux souterraines pour les nitrates, les substances actives des pesticides, ainsi que les métabolites et produits de dégradation et de réaction pertinents (annexe I), et définit les valeurs seuils maximales pour 7 autres paramÚtres (annexe II). Il est apparu nécessaire, pour atteindre les objectifs fixés par la directive cadre, de conduire une politique volontariste de reconquête des ressources destinées à la production d'eau potable dans les zones atteintes par les pollutions. A cet effet, la France a complété son dispositif réglementaire, notamment via l'article 21 la loi sur l'eau du 30 décembre 2006, qui renforce les dispositifs de gestion de la ressource en créant des zones de protection des aires d'alimentation des captages, sur lesquelles sont mis en oeuvre des programmes d'actions visant notamment la lutte contre les pollutions diffuses d'origine agricole. Les modalités de mise en oeuvre de ce dispositif figurent dans le décret du 14 mai 2007 relatif à certaines zones soumises à contraintes environnementales et modifiant le code rural (art. R. 114-1 à R. 114-10) ; ces modalités sont précisées dans la circulaire du 30 mai 2008. Ce nouvel outil « donne la possibilité à l'autorité administrative, en concertation avec les différents acteurs au niveau local, de délimiter des zones de protection des aires d'alimentation des captages (AAC). Au sein de ces aires d'alimentation, sont établis des programmes d'actions visant à restaurer ou préserver l'état de la ressource en eau par la modification des pratiques agricoles sur le territoire, de maniÚre à atteindre les objectifs de quantité et de qualité des eaux superficielles et souterraines ». Ce dispositif réglementaire doit contribuer à la mise en oeuvre des Programmes de mesures et des orientations du Grenelle de l'environnement. 16 Modalités de mise en oeuvre des programmes d'actions dans les zones de protection des aires d'alimentation des captages Décret du 14 mai 2007 relatif à certaines zones soumises à contraintes environnementales et circulaire du 30 mai 2008 Les dispositions introduites par le décret du 14 mai 2007 peuvent être utilisées pour tous les territoires où l'importance des enjeux environnementaux concernant notamment la protection des aires d'alimentation de captages ainsi que les caractéristiques de la situation locale justifient la mise en oeuvre d'une action spécifique de nature réglementaire, concernant notamment l'activité agricole. La circulaire précise qu'il sera nécessaire de hiérarchiser les actions en portant d'abord l'effort sur les zones prioritaires définies dans les divers programmes nationaux ou locaux, en particulier : contentieux européens et situations présentant un risque de contentieux, aires d'alimentation de captages identifiées comme prioritaires dans le cadre de l'élaboration des SDAGE et du Grenelle de l'Environnement). La mise en oeuvre des programmes d'actions doit se faire, autant que possible, dans un cadre négocié et contractuel ; le passage à une modalité d'application obligatoire ne constitue qu'une possibilité. Tout ou partie du programme d'actions peut être rendu obligatoire en cas de mise en oeuvre insuffisante par les acteurs concernés, au regard des objectifs et de l'échéancier de réalisation initialement fixés. Le délai au terme duquel certaines mesures du programme d'actions peuvent être rendues obligatoires est de 3 ans ; dans le cas des ressources souterraines, le délai est ramené à un an en cas d'autorisation d'utiliser une ressource non conforme aux limites de qualité des eaux brutes pour la production d'eau destinée à la consommation humaine. La circulaire précise dans son annexe C que lorsque la procédure vise la protection d'une ressource dont les eaux brutes ne sont pas conformes aux exigences de qualité (arrêté du 11 janvier 2007), la délimitation de la zone d'action et la définition du programme d'action font l'objet d'une seule consultation et d'un seul arrêté préfectoral. La délimitation de la zone d'action implique la réalisation de plusieurs étapes : · la délimitation de l'AAC, définie sur des bases hydrogéologiques ; · l'analyse de la vulnérabilité intrinsÚque de l'AAC ; pour les systÚmes karstiques ces travaux doivent s'appuyer sur le guide méthodologique du BRGM « Délimitation des bassins d'alimentation des captages et cartographie de leur vulnérabilité vis-à-vis des pollutions diffuses », septembre 2007 et pour la cartographie, sur le guide : Cartographie de la vulnérabilité intrinsÚque des aquifÚres karstiques - Guide Méthodologique de la méthode PaPRIKa (ONEMA, BRGM , octobre 2009). La mise à jour à venir en 2010-2011 du guide BRGM de 2007 inclura la référence à cette méthode, publiée aprÚs sa sortie. · le diagnostic territorial des pressions, notamment agricoles, à l'échelle de l'AAC ; · la délimitation de la zone de protection (ZPAAC) qui correspond à la zone d'application du programme d'actions. La délimitation de la zone de protection vise à protéger tout ou partie de l'AAC vis-à-vis des pressions polluantes ; la circulaire indique que dans le cas des aquifÚres karstiques, la protection de la totalité de l'AAC peut être difficile à mettre en oeuvre du fait d'une taille importante. La zone de protection au sein de l'AAC doit être déterminée en fonction de la contribution à l'alimentation du captage et en fonction de la vulnérabilité croisée avec les pressions, de façon à identifier la zone qui contribue de façon importante à la dégradation de la qualité des eaux du captage. 17 Contenu du guide Le contenu du guide obéit à deux principes : 1) Il présente les modalités de mise en oeuvre des procédures de protection et les recommandations associées pour les étapes successives de ces démarches : - l'étape amont concernant l'organisation et les stratégies départementales adoptées pour mettre en oeuvre les périmÚtres de protection, l'étape de procédure, comportant principalement les études préalables et aboutissant aux périmÚtres de protection réglementaires et éventuellement à des actions dans l'aire d'alimentation du captage. Des cahiers des charges types sont proposés en annexe 3, pour chaque type de captage. Ces documents détaillent le contenu des études préalables et déclinent les adaptations pertinentes pour chaque type de captage. Ils ont pour vocation de servir d'appui aux Maîtres d'ouvrage pour l'élaboration des cahiers des charges des études préalables aux procédures de protection des captages en karst. 2) Il propose chaque fois que c'est pertinent une adaptation de certaines recommandations en fonction d'une typologie des captages en milieu karstique, présentée dans le chapitre suivant. La majeure partie du guide est consacrée au contenu des études préalables. Il est donc fréquemment fait référence aux différentes phases des études préalables. La trame présentée ci-contre fournit le déroulement complet des études préalables, et peut servir de fil conducteur à la suite du guide. Source du Bouillon (Loiret) Photo Philippe MUET 18 DÉROULEMENT DES ÉTUDES PRÉALABLES DÉROULEMENT DES ÉTUDES PRÉALABLES Phase préliminaire Inventaire des données existantes sur le captage, sur l'aquifÚre et véri cation que l'on est bien dans des conditions karstiques Elaboration du cahier des charges des études de phase 1 SynthÚse géologique, géomorphologique et hydrogéologique des données existantes Phase 1 : Identi cation et caractérisation de la ressource Acquisition et traitement des données hydrologiques et hydrogéochimiques de base SynthÚse hydrogéologique Diagnostic sur le fonctionnement karstique de l'aquifÚre : - approche de la vulnérabilité globale de l'aquifÚre. - premiÚre de l'aire d'alimentation du captage Elaboration du ou des cahier(s) des charges des études complémentaires à réaliser (phase 2 et 3) Evaluation initiale de la qualité des eaux captées Phase 2 : Diagnostic portant sur l'aire d'alimentation du captage Cartographie de la vulnérabilité selon la méthode PaPRIKa Inventaire des activités potentiellement polluantes, hiérarchisation et cartographie des aléas Evaluation et hiérarchisation des risques de dégradation de la qualité des eaux Croisement de la cartographie de la vulnérabilité avec la cartographie des aléas Réalisation de traçages de simulation SynthÚse du diagnostic Phase 3 : Dé nition de la stratégie de protection Proposition et analyse comparative de scénarios de protection intégrant la dimension socio-économique Choix d'une stratégie opérationnelle de protection Dé nition des mesures et des actions à mettre en oeuvre 19 20 I. Présentation de la typologie des systÚmes karstiques Une typologie des captages en aquifÚre karstique a été établie dans le cadre de l'étude « Bilan et analyse de la mise en oeuvre des procédures de protection des captages en milieu karstique », sur la base d'une analyse bibliographique et de la consultation d'experts nationaux. Elle a pour objectif de guider la collectivité dans les études préalables à réaliser et d'identifier des stratégies de protection adaptées à chaque type de captages. Trois types de captages ont été définis en fonction de deux critÚres simples, identifiables dÚs les premiÚres approches, à partir des connaissances disponibles en amont des procédures : - la position du captage par rapport à la structure du systÚme karstique. Elle permet de distinguer les captages (gravitaires, par pompage ou par forage) placés sur les axes de drainage (source, galeries en amont des sources) et les captages (le plus souvent forages) dans les systÚmes annexes au drainage ; - la superficie de l'impluvium du systÚme karstique capté, directement proportionnelle aux débits moyens de la source exutoire du systÚme. Un seuil de l'ordre 10 km2 est proposé. CLASSIFICATION TYPOLOGIQUE DES CAPTAGES SUPERFICIE DE L'AIRE D'ALIMENTATION CRITÈRES 2 2 Type A Type B POSITION DU CAPTAGE Stratégie de protection simple Stratégie de protection plus di cile à dé nir, fonction des résultats des études préalables (fonctionnalité, vulnérabilité,...) Type C Stratégie de protection di érente des types A et B 21 Ces deux critÚres permettent de déterminer trois types de captages : Type A : Ces captages concernent le plus souvent des sources à faible débit dont le débit d'étiage est néanmoins suffisamment soutenu pour qu'il présente un intérêt pour l'approvisionnement en eau potable de la collectivité. Cette caractéristique induit généralement une vulnérabilité assez faible. De plus, la taille réduite du bassin d'alimentation rend plus simples et moins coûteuses les études hydrogéologiques préalables. La protection est plus facile à mettre en place. La collectivité maîtrise mieux le foncier et la mobilisation des acteurs locaux est souvent meilleure car les personnes concernées par les mesures de protection sont aussi celles qui consomment les eaux captées. Captage de la source du Bournac (Lot) Captage de type A - Photo GINGER Type B : Ces captages représentent la grande majorité des ouvrages actuellement protégés ou en cours de protection. Ils nécessitent des études hydrogéologiques préalables spécifiques, souvent lourdes. Les stratégies de protection pour les captages de type B se situent entre celles utilisées pour les eaux de surface et celles employées pour les milieux hétérogÚnes de type fissurés. Captage de la source du Lez (Hérault) Captage de type B - Photo Philippe CROCHET Type C : Ces captages sont certainement les moins nombreux car l'idée selon laquelle il peut exister des réserves exploitables importantes entre les drains est récente. Ces captages ont pourtant beaucoup d'avantages puisqu'ils présentent généralement des aires d'alimentation moins grandes et permettent donc des stratégies de protection plus simples. De plus, la qualité des eaux est souvent plus stable. Il est en général facile de déterminer la classe du captage concerné, en particulier pour les types A et B; cela peut être plus délicat pour les captages de type C. Dans ce cas, la classification typologique devra être confirmée à l'issue de la premiÚre phase des études préalables, sur la base des résultats d'un pompage d'essai réalisé dans les rÚgles de l'art. Forages d'Entrecors (CorrÚze) Captage de type C - Photo Philippe CROCHET 22 II. Objectifs de la protection L'objectif des périmÚtres de protection des captages en karst consiste essentiellement à limiter les risques de pollution rapide du captage ; en milieu karstique, les périmÚtres de protection contribuent au respect des limites de qualité des eaux destinées à l'alimentation en eau, mais ne suffisent pas à eux seuls à atteindre cet objectif, compte tenu des vitesses de transit trÚs importantes. La fixation d'objectifs trop ambitieux et inappropriés ou la confusion entre objectif de protection du captage et objectif de protection de la ressource constituent un des principaux écueils dans le déroulement des procédures en milieu karstique. Il est donc utile de réaffirmer les objectifs des périmÚtres de protection tels que définis par la réglementation : - Les périmÚtres de protection ont pour principal objectif de renforcer la réglementation générale en matiÚre de protection des eaux de façon à assurer la pérennité de la qualité des eaux distribuées et à garantir la santé publique. - Ils sont destinés à protéger les points de captage et le secteur proche du captage mais ne visent pas la protection globale de la ressource captée. - L'instauration des périmÚtres vise à protéger les captages des pollutions de proximité de type ponctuel chronique et/ou accidentel. Cette protection est mise en place uniquement au titre de la préservation de la santé publique. L'étendue des périmÚtres doit être calculée de maniÚre à assurer un temps de transfert des pollutions accidentelles jusqu'au captage suffisamment long pour que puisse être déclenchée l'alerte. Mais pour les aquifÚres de type karstique, ce concept de temps de transfert pose problÚme du fait que les substances polluantes peuvent rejoindre rapidement le réservoir souterrain sans subir de filtration et à des vitesses beaucoup plus élevées que dans les milieux poreux. Il est largement reconnu que la procédure de mise en place des périmÚtres de protection n'est pas l'outil adapté pour lutter contre les pollutions diffuses, notamment de type agricole. Il n'en reste pas moins 5 qu'une fois les limites des périmÚtres définies sur la base de considérations de temps de transfert de pollutions ponctuelles et accidentelles jusqu'au captage, il peut être nécessaire de réglementer l'utilisation des pesticides dans ces périmÚtres, en cohérence avec les mesures éventuellement prises ou à prendre dans l'aire d'alimentation. Enfin, pour les captages en karst, les périmÚtres de protection sont peu efficaces vis-à-vis de la turbidité et des contaminations bactériologiques ; ces deux paramÚtres sont ceux qui posent le plus souvent problÚme dans les eaux karstiques, les mauvais résultats en bactériologie étant souvent associés aux pics de turbidité. Il faut donc souligner que les périmÚtres de protection ne constituent pas un instrument unique et suffisant pour assurer la protection de la qualité des eaux destinées à la consommation humaine ; ceci est particuliÚrement vrai pour les ressources karstiques. Si l'on considÚre l'objectif de santé publique, c'est-àdire de protection de la qualité des eaux distribuées, des outils techniques complémentaires doivent être mobilisés : aménagement du captage, équipements de traitement, mise en place de dispositif d'alerte en cas de pollution accidentelle, stockage d'eau brute ou traitée, recours à une ressource alternative. En particulier, la mise en oeuvre d'un traitement de la turbidité est indispensable pour respecter la limite de qualité réglementaire pour les eaux distribuées5. L'article R. 1321-37 du Code de la Santé Publique fixe une limite de qualité de 1 NFU en distribution pour les eaux souterraines de milieu fissuré présentant une turbidité périodique importante et supérieure à 2 NFU ; cette contrainte impose de mettre en place un traitement adapté (filtration latérale, coagulation, floculation, ultrafiltration, etc.), et des mesures éventuelles de gestion complémentaire, comme par exemple, le by-pass momentané des eaux trop turbides. 23 Si l'on considÚre l'objectif plus général de maintien ou d'amélioration de la qualité de la ressource captée, l'outil périmÚtres de protection n'est pas adapté ; la réglementation générale, qui s'est considérablement renforcée suite à la directive cadre sur l'eau, aux lois sur l'eau, aux SDAGE et aux Programmes de mesures 2010 ­ 2015, prévoit un panel de dispositions, parmi lesquelles la définition de zones de protection des aires d'alimentation des captages au sein desquelles sont établis des programmes d'actions visant à restaurer ou préserver l'état de la ressource en eau. Ce dernier dispositif issu de l'article 21 de la loi sur l'eau rejoint l'objectif de santé publique dans la mesure où il vise la protection des ressources captées pour l'alimentation en eau potable, à l'échelle des aires d'alimentation des captages, en ciblant principalement la lutte contre les pollutions diffuses d'origine agricole en amont des captages. Cette démarche peut être mise en oeuvre de façon complémentaire à la procédure réglementaire de protection du captage, mais elle demeure distincte. Elle peut s'avérer particuliÚrement intéressante pour les captages sollicitant des ressources karstiques, dans la mesure où les aires d'alimentation sont souvent étendues et vulnérables. Les situations pour lesquelles il est recommandé de mettre en oeuvre un dispositif de protection à l'échelle des AAC sont décrites au chapitre «Evaluation initiale de la qualité de la ressource». Le renforcement de la réglementation en matiÚre de protection générale des eaux souterraines et la création du nouveau dispositif relatif à la prévention des pollutions dans les AAC permettent de clarifier les objectifs respectifs des différents outils et de recentrer la procédure réglementaire de mise en place des périmÚtres de protection sur son objectif originel, circonscrit à la protection rapprochée du captage contre les risques de pollution ponctuelle dus aux activités implantées à proximité. Cette notion de proximité doit être entendue non seulement du point de vue géographique mais aussi du point de vue temporel, en termes de temps de transit des polluants. Dans le guide technique élaboré par le MinistÚre en charge de la Santé : « Protection des captages d'eau: Acteurs et stratégies », il est proposé que le temps de transfert minimum à prendre en compte pour la définition des périmÚtres de protection soit de 2 à 3 heures pour les circulations les plus rapides en cas de fort débit. 24 III. Encadrement de la procédure au niveau départemental Il est recommandé de mettre en place un comité de pilotage départemental qui puisse s'appuyer sur un hydrogéologue compétent en domaine karstique. Le défaut de cadrage et d'outils au niveau départemental nuit au bon déroulement des procédures de protection en karst et se traduit notamment par une hétérogénéité des démarches adoptées quant aux objectifs de protection, aux modes de définition des périmÚtres et aux prescriptions. Il est recommandé en particulier pour les départements où les ressources karstiques sont exploitées ou susceptibles de l'être dans le futur, de mettre en place un comité de pilotage départemental, si celui-ci n'existe pas encore. Ce comité de pilotage départemental est constitué a minima de représentants des services déconcentrés de l'Etat en charge de la Santé et de la Police de l'Eau et du du Conseil général. Il contribue à la mise en oeuvre et au suivi du plan d'action départemental de protection des captages, dont l'élaboration est pilotée par le service de l'Etat en charge de la Santé. Plan d'action départemental de protection des captages La circulaire DGS/SD7A no 2005/59 du 31 janvier 2005 relative à l'élaboration et à la mise en oeuvre d'un plan d'action départemental de protection des captages indique les actions à effectuer par les services déconcentrés de l'Etat en charge de la Santé pour améliorer la protection des captages servant à la production d'eau destinée à la consommation. Ce plan vise l'amplification de la dynamique d'instauration des périmÚtres de protection, afin d'atteindre les objectifs du PNSE en 2008 et 2010 et de contrÃŽle de l'effectivité de la mise en oeuvre et du respect des mesures relatives aux prescriptions sur ces zones protégées. Le plan départemental de protection des captages doit inclure : - des objectifs annuels de protection des captages quantifiés de 2005 à 2010, en priorisant les captages desservant une population importante ou/et dont les indicateurs de la qualité des eaux justifient prioritairement des mesures de protection des risques au niveau des ressources ; - l'identification, l'établissement des rÃŽles et missions des partenaires associés ; - l'identification et la planification des moyens à mobiliser : formation, information, contrÃŽle et inspection des périmÚtres de protection, etc ; - les modalités d'évaluation de l'atteinte des objectifs : mission de pilotage, méthodes et calendrier de l'évaluation ; - un tableau de bord de suivi. Les attributions du comité de pilotage départemental comportent : - la programmation départementale des procédures, l'élaboration d'un cahier des charges type pour les études préalables, adapté aux caractéristiques du karst dans le département, et la validation des cahiers des charges élaborés pour chaque nouvelle procédure, - la dynamisation et la sensibilisation de l'échelon local, le soutien technique et réglementaire auprÚs des acteurs locaux (voir chapitre suivant relatif au comité de suivi local), - le suivi et le bilan annuel de l'avancement des procédures (indiquant notamment pour chaque captage le type d'aquifÚre capté), - la capitalisation et la valorisation des expériences tirées des procédures. 25 Le bilan réalisé en 2005 sur les procédures de protection en milieu karstique a montré que les départements qui disposent d'un comité de pilotage intégrant un hydrogéologue ayant des compétences en domaine karstique ont une approche plus pertinente ; dans ces départements, les procédures se déroulent mieux et les blocages sont plus rares. Cet hydrogéologue compétent en karst peut appartenir à un service de l'Etat ou du département ; il est vrai que la présence d'un hydrogéologue dans ces services n'est pas fréquente. Il faut néanmoins insister sur l'intérêt pour le comité de pilotage départemental de s'attacher les services d'un hydrogéologue ayant une expérience suffisante en hydrogéologie karstique pour aider au pilotage de ces procédures. En aucun cas, cet hydrogéologue ne peut être un hydrogéologue agréé en matiÚre d'hygiÚne publique dans le département concerné. En particulier, la fonction de coordonnateur ne recouvre pas la mission d'appui technique auprÚs du comité de pilotage départemental (Cf. guide technique élaboré par le MinistÚre en charge de la Santé : « Protection des captages d'eau : Acteurs et stratégies »). Il est recommandé que les membres du comité de pilotage départemental soient formés sur les spécificités et la protection des milieux karstiques. Il ne s'agit pas d'envisager des formations poussées mais plutÃŽt une information de base sur les caractéristiques et le fonctionnement d'un aquifÚre karstique, les particularités de ce milieu et surtout les techniques pertinentes qui permettent d'arriver à une protection satisfaisante de la ressource captée. Cette formation / sensibilisation peut être réalisée par le biais de séminaires sur le sujet, ou via la formation continue6. Il est recommandé de réaliser des études générales de connaissance des grands ensembles karstiques, sous maîtrise d'ouvrage des collectivités territoriales : syndicats départementaux d'eau potable, départements, régions, EPTB7 , Parcs Naturels régionaux et nationaux. La réalisation, au niveau départemental ou régional, d'études générales de connaissance des grands ensembles karstiques constitue un préalable particuliÚrement intéressant pour les procédures réglementaires de protection ; ces études peuvent permettre : - de caractériser la structure et le fonctionnement des systÚmes karstiques, - d'identifier les aires d'alimentation des captages, - de connaître les temps de transfert des pollutions en prenant en considération les questions d'échelle et d'hétérogénéité, - de cibler ainsi les zones particuliÚrement vulnérables où la création de nouveaux captages est à éviter, du fait des contraintes de protection. Ces études générales peuvent être portées par les collectivités territoriales : départements, régions, EPTB7 (établissements publics territoriaux de bassin), Parcs Naturels régionaux ou nationaux, etc., avec le soutien des DREAL et des Agences de l'eau. En Aveyron, le Parc naturel régional des Grands Causses a pris la maîtrise d'ouvrage des études hydrogéologiques générales réalisées sur les Grands Causses ; elles ont fourni une base solide de connaissances, facilitant la mise en oeuvre des procédures réglementaires de protection des captages. En Normandie, l'Agence de l'eau Seine-Normandie et le BRGM ont réalisé une étude visant à répertorier les bétoires et les marniÚres sur l'ensemble du karst de la craie. Dans le Lot, le Parc naturel des Causses du Quercy a pris la maîtrise d'ouvrage d'études hydrogéologiques visant à délimiter les aires d'alimentation des captages et des sources karstiques. Il a participé activement à la réalisation de tests de la méthode PaPRIKa de cartographie de la vulnérabilité. 6 Le BRGM propose des stages dans le domaine de l'hydrogéologie en général, de la protection des captages et de la délimitation des AAC et de la cartographie de la vulnérabilité. Des formations à la carte sont possibles. D'autres formations existent, par exemple sur les traçages des eaux souterraines ; ces formations sont ouvertes à tout public et visent, outre la connaissance générale de la méthode, l'aide à la rédaction de cahiers des charges (ENGEES ; OIEau ; CETRAHE ; INERIS ;...). 7 Etablissement Public Territorial de Bassin 26 IV. Déroulement de la procédure de protection des captages : élaboration d'une stratégie de protection Etape de lancement de la procédure Il est recommandé de constituer, au démarrage de chaque procédure, un comité de suivi local composé, outre la collectivité Maître d'ouvrage du captage, de l'assistant au maître d'ouvrage (AMO) le cas échéant, de représentants des acteurs locaux, et d'au moins un des membres du comité de pilotage départemental. Le représentant du comité de pilotage départemental sera si possible choisi en fonction de sa pratique des procédures en milieu karstique. Les représentants des activités et usages présents sur l'aire d'alimentation du captage peuvent être associés au comité de suivi (Chambre d'Agriculture, organismes consulaires, coopératives ou association d'agriculteurs, associations, représentants d'autres communes, etc.). La structure de gestion de la ressource concernée (syndicat de bassin ou de nappe), si elle existe, peut également être conviée aux travaux du comité de suivi local. Dans le cas d'un captage situé sur un périmÚtre où il existe un SAGE approuvé ou en cours d'élaboration, il est souhaitable qu'un représentant de la Commission Locale de l'Eau soit également associé. Le comité de suivi a un rÃŽle consultatif ; sa fonction est d'apporter un appui technique et une aide à la décision à la collectivité Maître d'ouvrage dans le suivi des études, la définition et la mise en oeuvre de la stratégie de protection. Un comité de suivi unique est constitué pour l'ensemble des procédures d'une même collectivité. Ce comité local accompagne la procédure dÚs son engagement ; ses missions comportent : - la définition des objectifs de protection ; - la validation du cahier des charges des études préalables ; - le contrÃŽle et la validation technique des études préalables ; - l'analyse des différents scénarios de protection proposés par les études préalables et le choix de la stratégie de protection ; - la validation technique de la définition des prescriptions dans les périmÚtres de protection et le cas échéant des actions dans la zone de protection de l'aire d'alimentation du captage (ZPAAC). Suite à la mise en place des périmÚtres et mesures de protection, le comité de suivi local assure : - l'appui à la définition des moyens techniques et financiers nécessaires à la réalisation des mesures de protection (choix des outils contractuels, plans de financement, etc.) ; - le suivi de la mise en oeuvre des prescriptions dans les périmÚtres de protection et le cas échéant des actions dans la ZPAAC ; - la gestion des éventuels conflits liés aux mesures de protection ; - le bilan des actions réalisées et l'évaluation de leurs impacts, en regard des objectifs de protection fixés. Le comité de suivi est piloté par la collectivité Maître d'ouvrage, qui décide de son fonctionnement et de la planification des réunions ; le secrétariat du comité est assuré par un ingénieur ou technicien agent de la collectivité ou par l'AMO. La collectivité peut éventuellement désigner un assistant à maîtrise d'ouvrage ; cet AMO peut être le département via le SAT (Service d'Assistance Technique), une collectivité territoriale ou encore un bureau d'études privé. Il est rappelé en particulier que dans certaines conditions (communes rurales dont le potentiel financier par habitant est, pour l'année n-1, inférieur à 1,3 fois celui des communes de moins de 5000 habitants ; Etablissement public de coopération intercommunale (EPCI) de moins de 15 000 habitants), 27 les communes et les EPCI peuvent bénéficier d'une assistance technique par les SAT, dans des conditions déterminées par convention avec le département8 , pour définir les mesures visant la protection des aires d'alimentation des captages d'eau potable. Il est recommandé à la collectivité de faire appel aux compétences d'un AMO (public ou privé), en priorité en cas de personnel et de moyens techniques manquants ou insuffisants au sein de la collectivité maître d'ouvrage. Un état des connaissances hydrogéologiques et des données disponibles sur la qualité est à établir au début de la procédure, pour permettre de bien identifier les investigations complémentaires à mener dans le cadre des études préalables. Cette phase préliminaire identifiée dans le logigramme page 19 présentant le déroulement des études préalables, a en effet pour principal objectif de faire le bilan des connaissances disponibles sur le captage et l'aquifÚre sollicité, de façon à pouvoir élaborer le cahier des charges des études et investigations complémentaires à mener pour la Phase 1 - Identification et caractérisation de l'aquifÚre karstique. Elle permet de vérifier que le captage concerne bien un aquifÚre karstique et de préciser de quel type de captage il s'agit, en référence à la classification typologique présentée au chapitre I. Des trames de cahiers des charges correspondant à chaque type de captages en milieu karstique (A, B ou C) sont jointes en annexe 3 du présent guide. Il est recommandé de se baser sur ces cahiers des charges ­ types et de les adapter aux spécificités locales des aquifÚres karstiques pour élaborer le cahier des charges des études préalables. Les trames de cahiers des charges sont accompagnées d'une notice et de logigrammes, qui présentent les différentes étapes des études préalables. Toutes les étapes ne sont pas systématiquement nécessaires, certaines pouvant être allégées, en fonction des caractéristiques locales connues (occupation des sols, qualité actuelle de la ressource captée, etc.). On se réfÚrera aussi aux guides techniques suivants, déjà cités dans l'Introduction au chapitre GenÚse du guide : - Guide méthodologique présentant les outils de l'hydrogéologie karstique pour la caractérisation de la structure, du fonctionnement et de l'évaluation des ressources des systÚmes karstiques (méthodes de caractérisation, traçages de reconnaissance et traçages quantitatifs, etc.), (ONEMA, BRGM, 2010) ; - Guide méthodologique relatif à la cartographie de la vulnérabilité intrinsÚque des aquifÚres karstiques ­ méthode PaPRIKa (ONEMA, BRGM, octobre 2009). DÉROULEMENT PRÉCONISÉ POUR L'ÉTAPE DE LANCEMENT DE LA PROCÉDURE 8 Cf. articles L.3232-1-1 et R. 3232-1 du Code général des collectivités territoriales 28 Portage de la procédure de protection La collectivité Maître d'ouvrage du captage définit sa stratégie opérationnelle de protection, dans le cadre des études préalables, et en concertation avec le comité de suivi local. Une délibération de la collectivité entérine la stratégie de protection retenue. AprÚs avoir choisi le cas échéant un AMO, constitué un comité local de suivi de la procédure et élaboré un cahier des charges adapté pour la réalisation des études préalables, la collectivité suit et valide la réalisation de ces études, avec l'appui du comité de suivi local. Les études préalables établissent un diagnostic, puis présentent et comparent des scénarios alternatifs pour la protection du captage et de la ressource. L'analyse comparative des scénarios aboutit au choix par le maître d'ouvrage, avec l'appui du comité de suivi local, d'une stratégie opérationnelle de protection et d'un programme d'actions, qui, une fois validé, fait l'objet d'une délibération de la collectivité Maître d'ouvrage du captage. Le contenu des différentes étapes des études préalables aboutissant à la définition de la stratégie de protection est précisé dans les chapitres suivants. Contenu des études préalables / Diagnostic Le diagnostic englobe les deux premiÚres phases des études préalables (voir logigramme sur le déroulement des études préalables page 19) : - Phase 1 : Identification et caractérisation de l'aquifÚre capté ; c'est la phase de diagnostic général du fonctionnement de la ressource karstique ; - Phase 2 : Diagnostic ciblant l'aire d'alimentation du captage, et comportant principalement la définition de l'aire d'alimentation du captage, l'analyse de la vulnérabilité et des risques de dégradation de la qualité des eaux captées. Principes généraux pour l'établissement du diagnostic Le diagnostic est fondé en premier lieu sur les investigations demandées par la réglementation en vigueur relative à la demande d'autorisation d'utilisation d'eau en vue de la consommation humaine : articles R. 1321-6 à R.1321-12 et R. 1321-42 du code de la santé publique, arrêté du 20 juin 2007 et sa circulaire d'application du 26 juin 2007, relayant notamment les modifications instaurées par le décret du 11 janvier 2007 relatif à la sécurité sanitaire des eaux destinées à la consommation humaine. Ces textes indiquent notamment : - le contenu de l'étude préalable, obligatoire lorsque le débit maximal de prélÚvement est supérieur à 8 m3/heure (annexe III de l'arrêté du 20 juin 2007) ; - les objectifs de l'évaluation initiale de la qualité de l'eau et le contenu des analyses à réaliser (annexes I et II de la circulaire du 26 juin 2007) ; - les informations à prendre en compte pour l'évaluation des risques de dégradation de la qualité de l'eau de la ressource utilisée (annexe III de la circulaire du 26 juin 2007). Des recommandations complémentaires spécifiques aux captages en milieu karstique et fondées sur le retour d'expérience sont formulées dans ce chapitre pour certains volets des études préalables. Quatre principes essentiels doivent présider à l'établissement du diagnostic de la ressource karstique utilisée : 1) Identifier l'aire d'alimentation du captage ; la définition de l'AAC est un élément technique primordial de la procédure de mise en place des périmÚtres de protection en milieu karstique du fait de l'organisation des écoulements. 2) Réaliser systématiquement les études préalables à l'échelle de l'aire d'alimentation du captage ; en particulier, l'analyse de la vulnérabilité intrinsÚque et 29 l'évaluation des risques de dégradation de la qualité de la ressource doivent être réalisées sur toute l'aire d'alimentation du captage. 3) Etablir une cartographie de la vulnérabilité intrinsÚque selon une méthode standardisée : la méthode préconisée est PaPRIKa (Cf. Guide méthodologique relatif à la cartographie de la vulnérabilité intrinsÚque des aquifÚres karstiques ­ méthode PaPRIKa,ONEMA, BRGM, octobre 2009). 4) Evaluer les risques de contamination à partir d'une analyse croisée entre la cartographie des sources potentielles de pollution et celle de la vulnérabilité (COST 620). Identification et caractérisation hydrogéologique de la ressource La caractérisation géologique et hydrogéologique de la ressource doit s'appuyer sur le Guide méthodologique les outils de l'hydrogéologie karstique pour la caractérisation de la structure, du fonctionnement et de l'évaluation des ressources des systÚmes karstiques (méthodes de caractérisation, traçages de reconnaissance et traçages quantitatifs, etc.), réalisé en 2010 par le BRGM sous le pilotage de l'ONEMA. La réglementation actuellement en vigueur ne fournit pas d'indications précises quant aux méthodes à utiliser pour cette premiÚre étape du diagnostic. La Phase1 des études hydrogéologiques préalables a pour objectif de décrire la ressource captée, de la replacer dans son environnement hydrogéomorphologique, d'identifier les études complémentaires à mener pour délimiter l'aire d'alimentation du captage et enfin de vérifier sa fonctionnalité karstique et donc la vulnérabilité globale de la ressource captée. Dans le cadre d'un nouveau captage, les études d'identification et de caractérisation de la ressource existent au moins en partie. Les études hydrogéologiques spécifiques aux procédures de protection sont à réaliser sur la base de ces connaissances Dans le cas des captages existants nécessitant une régularisation de la procédure de mise en place des périmÚtres de protection, les phases d'identification et de caractérisation de la ressource captée sont rarement disponibles au démarrage des procédures. Il est alors nécessaire de les réaliser, afin de connaître avec exactitude la structure de l'aquifÚre, et le fonctionnement hydrodynamique et hydrochimique du systÚme karstique. La caractérisation de la ressource demande de l'expérience dans le maniement des méthodes issues de l'hydrologie de surface ou de l'hydrochimie (captages de type A et B) ou dans l'interprétation des pompages d'essais et des variations piézométriques (ouvrages de type C). L'approche de la fonctionnalité karstique nécessite en rÚgle générale d'avoir à sa disposition des don9 nées hydrologiques et/ou hydrochimiques fiables sur des périodes assez longues ( au moins un cycle hydrologique9 ). Si ces données n'existent pas il faut les acquérir. La connaissance du fonctionnement de l'aquifÚre permet avant tout de quantifier les réserves et les capacités de production du captage, mais également de qualifier la vulnérabilité de la ressource à l'échelle du systÚme karstique. Elle a donc une importance pour guider l'ampleur et le contenu des études spécifiques à la définition des périmÚtres et mesures de protection. Au terme de cette analyse il peut parfois s'avérer que la ressource captée n'a pas un fonctionnement karstique. Il faut alors recourir aux méthodes classiques utilisées pour la protection des aquifÚres en milieu fissuré ou poreux équivalent. Selon le type de captages les données à collecter et les méthodes d'interprétation sont différentes. Cas des captages de types A et B Ces captages exploitent des sources ou des drains à proximité immédiate de sources. Les paramÚtres permettant de qualifier le degré d'évolution karstique de l'aquifÚre sont par ordre de pertinence : - les débits naturels du (ou des) exutoire (s) du systÚme karstique, - la conductivité10 de l'eau au point d'émergence, - la température de l'eau au point d'émergence, - la turbidité, - les éléments chimiques majeurs. Les méthodes présentées dans le « guide méthodologique présentant les outils de l'hydrogéologie karstique pour la caractérisation de la structure, du fonctionne- Période allant d'un étiage à l'autre 30 ment et de l'évaluation des ressources des systÚmes karstiques » demandent au minimum de disposer d'observations sur un cycle hydrologique. Pour les captages de type B, c'est sur cette base qu'il faudra travailler, car ce sont des ressources importantes et souvent complexes à protéger. Pour les captages de type A, on pourra se satisfaire de 6 mois de mesure intégrant la fin des basses eaux et le début des hautes eaux. Des méthodes simplifiées, également développées dans le guide peuvent alors être appliquées. L'interprétation des résultats des traitements hydrologiques ou hydrochimiques nécessite la réalisation d'une synthÚse des données géologiques et hydro-morpho- logiques du réservoir capté. Cette synthÚse pourra dans la plupart des cas être réalisée à partir des cartes géologiques existantes et des études antérieures. La visualisation des photographies aériennes et des reconnaissances de terrain viendront si nécessaire compléter les données bibliographiques. Dans bien des cas, ces investigations de terrain relativement sommaires sont suffisantes. Pour les régions tabulaires où la zone noyée se trouve à faible profondeur, des cartes piézométriques pourront compléter cette synthÚse. De plus, cette synthÚse sera la base de la cartographie des limites de l'aire d'alimentation du captage. Elle doit permettre de cibler les secteurs où la géologie (ou la piézométrie) ne permet pas, à elle seule, de déterminer la limite de l'aire d'alimentation du captage. Station limnimétrique du Sorpt (CorrÚze) Photo GINGER 10 La conductivité traduit la capacité de l'eau à conduire le courant électrique ; elle est directement proportionnelle à la quantité de sels minéraux dissous dans l'eau. 31 Méthodes de caractérisation du fonctionnement d'un aquifÚre karstique Captages de types A et B Les méthodes de traitement des chroniques de débits sont celles qui apportent les informations les plus pertinentes car elles sont semi-quantitatives. Les méthodes utilisables sont notamment : - « L'étude des courbes de récession » qui permet à partir de la forme de la décrue (paramÚtre i) et de la courbe de tarissement (paramÚtre k) de classer un systÚme karstique entre un aquifÚre où les écoulements sont totalement organisés et un aquifÚre plus complexe où il existe des retards dans l'alimentation. En outre, cette méthode permet de savoir si l'on se trouve en domaine karstique ou purement fissuré. Lorsque k est supérieur à 0,5, on peut estimer que l'on n'a pas affaire à un aquifÚre karstique mais à un aquifÚre fissuré ou karstique non fonctionnel. Cette méthode n'est vraiment pertinente que si l'on dispose de plusieurs épisodes de crues et de décrues suffisamment longues, réparties sur un ou plusieurs cycles hydrologiques complets. - « L'analyse corrélatoire et spectrale » qui consiste à traiter le signal des chroniques d'entrée et de sortie du systÚme (pluies-débits). A partir de 4 paramÚtres issus de ce traitement (Effet mémoire, Fréquence de coupure, Temps de régulation, Réponse impulsionnelle) et, par comparaison avec un catalogue de résultats sur des systÚmes connus, on peut également qualifier le degré de karstification de l'aquifÚre capté. Comme pour l'analyse des courbes de récession, cette méthode nécessite de disposer de données journaliÚres sur au minimum un cycle hydrologique complet. - « L'analyse des courbes des débits classés » permet de vérifier si l'exutoire capté est unique ou si le systÚme est alimenté par un autre systÚme aquifÚre en fonction des variations de conditions aux limites. La présence d'un trop-plein ou d'une alimentation temporaire par un autre systÚme est un élément témoignant d'une fonctionnalité karstique. Toutefois, l'absence de trop-plein ou d'alimentation temporaire, ne signifie pas que l'on n'a pas affaire à un aquifÚre karstique. Cette méthode revêt un intérêt particulier pour l'établissement du bilan hydrique et la définition de l'aire d'alimentation. - « L'établissement du bilan hydrique » permet d'évaluer la superficie de l'impluvium du systÚme capté. Cette méthode ne permet pas de qualifier l'état de karstification de l'aquifÚre. Elle nécessite également un minimum d'un cycle hydrologique. Elle permet de juger de la validité de l'aire d'alimentation du captage définie à partir des données géologiques et des résultats de traçages. - « l'indice de variabilité » est le rapport entre le débit naturel instantané maximum et minimum observé. Ce paramÚtre, bien que grossier, permet de qualifier le degré de karstification de l'aquifÚre. Un indice supérieur à 10 montre un fonctionnement de type karstique. Cette méthode est utilisable principalement pour les captages de type A où les données de débit sont obtenues sur des durées plus courtes. Parfois, en particulier dans les régions tabulaires ou cÃŽtiÚres, il est difficile d'obtenir des débits fiables car les émergences sont proches voire sous le niveau de base des écoulements (riviÚre, mer, lacs...). Dans ce cas, le traitement des données hydrogéochimiques permettra d'apprécier le degré de karstification de l'aquifÚre. Ces méthodes peuvent également être utilisées en complément du traitement des chroniques des débits. On peut citer : - « L'étude des distributions de fréquences de conductivité » qui permet, par un traitement statistique simple sur des chroniques d'un ou plusieurs cycles hydrologiques, de visualiser la sortie de plusieurs familles d'eau à l'exutoire. Plus la gamme de conductivité est étendue avec des modes bien différenciés et plus le systÚme est karstifié. A contrario, lorsque la gamme de conductivité est peu étendue, avec un mode unique, on peut estimer que l'aquifÚre n'a pas un fonctionnement karstique et qu'il peut-être considéré comme un aquifÚre de milieu fissuré ou homogÚne à l'échelle d'observation correspondant à l'aire d'alimentation du captage. On peut réaliser des courbes de distributions de fréquence avec d'autres paramÚtres que la conductivité comme la turbidité ou le calcium. Toutefois, la conductivité reste un paramÚtre facile à mesurer in situ qui intÚgre toute la minéralisation de l'eau. Pour cette raison, c'est le paramÚtre le plus intéressant à étudier. - « L'étude des variations de la conductivité, de la température et de la turbidité » permet, même pour des suivis inférieurs à un cycle hydrologique, de vérifier s'il existe ou non un fonctionnement karstique. Il faut toutefois garder en mémoire que ces méthodes restent des approches grossiÚres qui ne tiennent pas compte de la variabilité du fonctionnement du systÚme au cours du cycle mais qui peuvent s'avérer suffisantes pour caractériser un captage de type A. Notamment, des mesures à un pas hebdomadaire ou bimensuel peuvent suffire pour apprécier l'amplitude de variation de la minéralisation. De même un suivi en continu de certains paramÚtres hydrochimiques en période de crue et de décrue permet de vérifier dans quelle proportion varie la minéralisation des eaux de l'exutoire. 32 Cas des captages de type C Pour les captages par forage l'approche est différente. Le pompage d'essai réalisé dans les rÚgles de l'art et son interprétation constitueront la base du diagnostic Dans le cas des aquifÚres karstiques, les forages ne sont pas tous implantés dans le même type de structures karstiques. Lorsque le forage est placé sur un drain à proximité d'un exutoire, on se retrouve dans le cas d'un captage de type A ou de type B. En revanche, lorsque l'exutoire est éloigné du captage, il n'est pas facile de savoir si l'eau captée provient : - de la partie drainante de l'aquifÚre où la transmissivité11 est infinie, - de la partie capacitive de l'aquifÚre correspondant à un systÚme annexe au drainage constitué de vides importants, mais de volumes limités en relation plus ou moins difficile avec le drain, - de la partie capacitive de l'aquifÚre constituée par un systÚme de fissures ou de fractures peu élargies mais en continuité hydraulique. Le pompage d'essai réalisé et interprété selon les rÚgles de l'art, rappelées dans la norme NF X10-999, doit permettre de lever cette indétermination. Les cas suivants peuvent apparaître : - Le pompage d'essai peut être interprété avec les lois classiquement employées en hydrogéologie des milieux continus équivalents ou discontinus présentant une homogénéité régionale. Le milieu peut alors être considéré comme non karstique. Dans ce cas il est possible, moyennant quelques précautions, de calculer des paramÚtres hydrodynamiques équivalents. La définition des périmÚtres de protection pourra être réalisée à partir du calcul des isochrones basés sur des transmissivités équivalentes. - Le pompage d'essai montre que le captage se fait dans un milieu de transmissivité infinie. Cela se traduit par une stabilisation immédiate du rabattement correspondant à la perte de charge de l'ouvrage de captage. Le débit de l'exutoire peut être affecté par le pompage. Dans ce cas, le captage intéresse une structure drainante de l'aquifÚre, et on se retrouve dans le cas d'un captage de type A ou B. - Le pompage d'essai montre que l'on vidange une cavité de dimension finie plus ou moins réalimentée. La courbe de rabattement est linéaire en fonction du temps aussi bien en pompage que lors de la remontée. En fonction du débit de pompage et/ ou du niveau du rabattement, on peut détourner une partie des eaux d'un drain proche, ce qui se traduit par une stabilisation. Ce cas correspond aux captages de type C au sens strict. Délimitation de l'aire d'alimentation du captage L'aire d'alimentation du captage doit être systématiquement délimitée. La détermination des limites de l'aire d'alimentation du captage doit-être réalisée pour les trois types de captages ; les méthodes à appliquer sont sensiblement différentes selon ces types. Le document méthodologique de base est le guide « Délimitation des bassins d'alimentation des captages et cartographie de leur vulnérabilité vis-à-vis des pollutions diffuses » (BRGM, septembre 2007). Les méthodes et techniques à utiliser spécifiquement pour le karst sont décrites dans le « Guide méthodologique- les outils de l'hydrogéologie karstique pour la caractérisation de la structure, du fonctionnement et de l'évaluation des ressources des systÚmes karstiques » (ONEMA, BRGM, 2010). Des préconisations complémentaires sont fournies ci-aprÚs pour chaque type de captage. 11 La transmissivité permet d'évaluer le débit que peut capter un forage. C'est un paramÚtre qui régit le débit d'eau qui s'écoule par unité de largeur de l'aquifÚre, sous l'effet de du gradient hydraulique, incluant l'épaisseur de l'aquifÚre. 33 Pour les captages de type A La synthÚse hydrogéologique et la réalisation de quelques traçages ciblés permettent de déterminer de façon suffisamment robuste les limites de l'AAC. Il n'est pas nécessaire de rechercher une grande précision dans la délimitation puisque les aires d'alimentation sont des territoires de taille modeste et que les erreurs éventuelles ne portent que sur de petites surfaces. Il n'est pas pertinent d'évaluer le bilan hydrique puisque dans la plupart des cas les débits ne sont pas connus. Toutefois, il est nécessaire de vérifier la cohérence de la surface obtenue pour l'AAC, par exemple en utilisant les débits spécifiques connus sur des bassins versants locaux de dimension comparable ; on obtient alors un ordre de grandeur de débit, dont on peut apprécier la cohérence avec celui de l'exutoire. Source des Monges (Lot) Photo GINGER Pour les captages de type B Les résultats de la caractérisation géologique constituent la base de la délimitation de l'AAC. Le bilan hydrique, lorsqu'il peut être évalué, permet dÚs le début des investigations de caler des limites probables. Une ou plusieurs campagnes de multi-traçages de reconnaissance peuvent s'avérer utiles, voire indispensables, pour affiner les limites. Les points d'injection peuvent être des points naturels d'infiltration (pertes, gouffres, grottes) ou des points artificiels (forages, grattages tractopelle...). Ces investigations peuvent s'avérer assez lourdes et faire l'objet d'un marché d'études séparé. Il est possible de les engager immédiatement aprÚs la réalisation de la synthÚse hydrogéologique, avant que le suivi sur un cycle hydrologique soit terminé. Dans le cas des captages de type B, la fiabilité et la précision des limites définies pour l'AAC sont importantes. En effet, les aires d'alimentation peuvent être trÚs étendues ; si les études sont insuffisantes et les investigations incomplÚtes, il existe un risque d'occulter des surfaces importantes qui contribuent à l'alimentation du captage. Toutefois, il est généralement difficile de connaître parfaitement les limites d'un systÚme karstique. Il faut viser une précision suffisante mais raisonnable en regard du coût et de la durée des investigations, et prendre en compte une certaine marge d'incertitude de façon à couvrir la plus grande partie de l'aire d'alimentation. Grotte du Boundoulaou en crue (Aveyron) Photo Philippe CROCHET Source du Blagour de Chasteaux colorée par la fluorescéine (CorrÚze) Photo Pierre MARCHET 34 Pour les captages de type C La détermination de l'aire d'alimentation est plus complexe. Elle peut être approchée grâce à des données piézométriques, s'il existe des piézomÚtres ou des regards sur la zone noyée (gouffre, grottes, tropplein...). Dans certains cas, et lorsque les épaisseurs de zones non-saturées ne sont pas trop importantes, la réalisation de quelques piézomÚtres peut s'avérer nécessaire. Une seconde approche est envisageable par le biais de traçages. Ces traçages nécessitent un pompage permanent sur l'ouvrage jusqu'à la fin de la restitution. Les points d'injection peuvent être des points naturels d'infiltration (pertes, gouffres, grottes...) ou des points artificiels (forages, grattages tractopelle...). Forages d'Entrecors (CorrÚze) Photo GINGER Forages du Tréboulou SIAEP de l'IFFERNET Les forages de la vallée du Tréboulou, exploités par le SIAEP de l'IFFERNET, captent l'aquifÚre karstique alimentant la Fontaine des Chartreux (Cahors ­ Lot). Ces captages sont des captages de type C. L'aire d'alimentation de ces captages a été déterminée à l'aide de traçages. Les points d'injection ont été répartis à des distances croissantes en amont et en aval des forages dans l'axe de la vallée du Tréboulou. Les traçages ont été réalisés pendant un pompage en continue de pratiquement un mois sur l'ensemble des forages. Associés aux résultats des traçages précédemment réalisés, ces expériences ont permis de définir avec une bonne précision les limites de l'aire d'alimentation dans l'axe de la vallée du Tréboulou, zone la plus vulnérable de l'aquifÚre capté. Captage de la vallée du Tréboulou (Lot) - Captage de type C SIAEP de l'Iffernet Photo Pierre MARCHET 35 Evaluation initiale de la qualité de la ressource Un état initial fiable de la qualité de la ressource karstique doit être établi, aussi bien sur l'eau brute qu'aprÚs un éventuel traitement, et sur la base d'analyses réalisées sur un cycle hydrologique complet, de façon à intégrer les variations de la qualité des eaux en fonction des conditions hydrologiques. Suite à l'évaluation initiale de la qualité des eaux captées, il est recommandé d'analyser l'opportunité et l'intérêt de mettre en place un dispositif de protection de l'aire d'alimentation du captage. L'évaluation initiale de la qualité de la ressource a notamment pour but de vérifier que les eaux brutes utilisées pour la production d'eau destinée à la consommation humaine respectent bien les limites de qualité fixées par l'arrêté du 11 janvier 2007 (annexe II). Elle permet également de connaître, sur les plans physico-chimique et microbiologique, les caractéristiques essentielles de l'eau, informations indispensables pour la définition et l'adaptation du ou des traitements à appliquer pour obtenir une eau distribuée conforme aux exigences de qualité fixées pour l'eau destinée à la consommation humaine. L'arrêté du 20 juin 2007 prescrit le nombre minimal d'analyses à réaliser ; pour les eaux brutes souterraines, une analyse de premiÚre adduction est requise a minima. Lorsque les caractéristiques de l'eau sont susceptibles de varier de maniÚre importante, ce qui est le cas pour les ressources karstiques, les services de l'Etat peuvent imposer des analyses supplémentaires sur certains paramÚtres. Pour les eaux karstiques influencées par les eaux superficielles, la réglementation demande la recherche de Cryptosporidium (parasite unicellulaire pathogÚne pouvant contaminer les eaux). Pour les captages existants faisant l'objet d'une régularisation réglementaire de la procédure de protection, l'évaluation initiale de la qualité doit porter à la fois sur les eaux brutes et sur les eaux aprÚs traitement. La connaissance de la qualité initiale de la ressource est un élément essentiel à la définition de la stratégie de protection ; elle permet notamment de déterminer si l'on se trouve dans une logique de préservation ou d'amélioration de la qualité. L'évaluation de la qualité initiale de la ressource vise aussi : - à identifier la nature des contaminations et à cibler ainsi les types d'activités à l'origine de la dégradation des eaux ; - à évaluer l'impact actuel des divers rejets ponctuels et diffus, aprÚs confrontation avec l'inventaire des activités polluantes ; - à définir des indicateurs de suivi pertinents (bactériologie, nitrates, matiÚre organique...), qui serviront à établir un bilan fiable de l'efficacité des périmÚtres de protection et le cas échéant des actions dans les aires d'alimentation. Même si l'intérêt de l'état initial n'est pas spécifique aux aquifÚres karstiques, il revêt un caractÚre particulier pour le karst pour les raisons suivantes : - Les variations de qualité des eaux sont importantes en fonction des conditions hydrologiques (hautes et basses eaux, premiÚres crues du cycle, crues de hautes eaux). - L'évaluation initiale de la qualité et l'identification des sources de pollution impactantes servent ultérieurement de base à une définition précise et ciblée des mesures dans les périmÚtres de protection (et le cas échéant des actions dans l'AAC) ; le but est en effet, compte tenu de l'importance des surfaces concernées et des répercussions socioéconomiques des prescriptions, de réduire au strict nécessaire les mesures contraignantes au sein des périmÚtres et du bassin d'alimentation. 36 Pour les nouveaux captages L'évaluation initiale de la qualité de l'eau captée est à conduire de façon complÚte, en conformité avec les exigences réglementaires. Des recommandations complémentaires sont indiquées ci-aprÚs par type de captage. Pour les captages de type A L'état initial de la qualité de la ressource doit respecter le protocole suivant : - Il est établi sur au moins 6 mois comprenant obligatoirement la fin de l'étiage et le début des hautes eaux. - Les prélÚvements sont référencés ou mieux déclenchés en fonction des variations d'un marqueur pertinent de l'évolution hydrochimique des eaux ; la conductivité est généralement un bon indicateur mais la turbidité peut également être utilisée ; ce marqueur doit être enregistré en continu. - La liste minimale des paramÚtres à analyser est fixée par l'arrêté du 11 janvier 2007 ; des paramÚtres supplémentaires peuvent être recherchés en fonction des activités présentes à la surface de l'aire d'alimentation. - Au minimum trois campagnes d'analyses sont à réaliser : basses eaux, hautes eaux, crues de début de cycle. Pour les captages de type B L'état initial doit être établi sur au moins un cycle hydrologique (d'étiage à étiage). - Les prélÚvements doivent être référencés ou mieux déclenchés en fonction des variations d'un marqueur pertinent de l'évolution hydrochimique des eaux. La conductivité est généralement un bon indicateur mais la turbidité et/ou les débits (ou hauteurs limnimétriques) peuvent également être utilisés. Ce marqueur devra être enregistré en continu. - La liste minimale des paramÚtres à analyser est fixée par l'arrêté du 11 janvier 2007 ; des paramÚtres supplémentaires peuvent être recherchés en fonction des activités présentes à la surface de l'aire d'alimentation. Mesure de la conductivité à l'exutoire d'une source karstique Photo GINGER 37 - Au minimum quatre campagnes d'analyses sont à réaliser : basses eaux, hautes eaux, crues de début et de fin de cycle ; pour une bonne fiabilité de l'état initial, la réalisation d'analyses mensuelles sur une année peut s'avérer nécessaire. Le nombre d'analyses (entre 4 et 12) est à choisir en fonction de la variabilité du marqueur choisi. Les prélÚvements ponctuels peuvent être complétés par l'analyse en continu, sur toute la période ou sur quelques semaines comprenant la fin de l'étiage et le début des hautes eaux, des teneurs d'un élément particulier (nitrates par exemple). Pour les captages existants On dispose d'un historique de données sur la qualité des eaux captées. La démarche préconisée consiste : 1) Dans un premier temps, à exploiter les données déjà disponibles, issues du contrÃŽle sanitaire, en les analysant en regard des variations des valeurs de conductivité. Il s'agit de déterminer si les données caractérisent bien les différentes conditions hydrologiques. La fréquence des contrÃŽles sanitaires ne suffit généralement pas à bien connaître les variations de la qualité des eaux en période de crue. 2) En fonction de l'analyse des données disponibles, des campagnes de mesures supplémentaires sont éventuellement réalisées. L'historique de données doit être analysé de façon à mettre en évidence les tendances d'évolution des différents contaminants, en particulier pour les nitrates et les pesticides. Pour les captages de type C Le respect des exigences réglementaires minimales (une analyse portant sur les paramÚtres fixés par l'arrêté du 20 juin 2007) peut suffire, sauf demandes complémentaires de la DDASS. La variabilité de la qualité est en effet moins importante que pour les autres types de captages, ce qui d'ailleurs confÚre un intérêt particulier aux captages de type C. Opportunité de la mise en place d'un dispositif de protection de l'aire d'alimentation du captage Dans le cadre de l'élaboration des SDAGE et des programmes de mesure, et suite aux travaux du Grenelle de l'environnement, des captages prioritaires ont été identifiés, sur lesquels le dispositif réglementaire de protection des aires d'alimentation doit être mis en oeuvre. La liste établie en 2009 recense 507 captages parmi les plus menacés par les pollutions diffuses, notamment les nitrates et les produits phytosanitaires12 . Il s'agit, pour chacun de ces captages, de mettre en place un programme d'actions dans la zone de protection de l'AAC d'ici mai 2012. Cette liste de captages pourra faire l'objet de révisions ultérieures. Pour les captages prioritaires dont la procédure réglementaire de mise en place des périmÚtres de protection est à engager ou à régulariser, les 2 démarches seront conduites simultanément. Méthodologie de détermination des captages prioritaires (lettre circulaire du MinistÚre en charge de l'Environnement et du MinistÚre en charge de la Santé du 18 octobre 2007) · Premier critÚre : Sélection des captages dont la qualité de l'eau brute est la plus dégradée, permettant de constituer une premiÚre liste. - contamination par les nitrates : captages pour lesquels la valeur moyenne sur les 5 derniÚres années et supérieure à 40 mg/l et dont l'évolution est en pente croissante ; - contamination par les pesticides, en fonction des concentrations individuelles et totales et du nombre de molécules détectées. · DeuxiÚme critÚre : Sélection dans la premiÚre liste des captages les plus stratégiques, en fonction de l'importance de la population desservie et/ou du caractÚre unique de la ressource prélevée et/ou de l'intérêt stratégique des ressources pour les besoins futurs. · Ajout éventuel à la liste ainsi obtenue de captages abandonnés pour des raisons de mauvaise qualité de l'eau mais dont la reconquête est stratégique à l'échelle locale. 12 Liste disponible sur le site internet du MinistÚre en charge de l'Environnement : http://www.ecologie.gouv.fr/IMG/pdf/LISTE_CAPT_GRENELLE_030809.pdf 38 La mobilisation du dispositif réglementaire est obligatoire pour les captages prioritaires ; pour d'autres captages dont la qualité des eaux est dégradée, le dispositif de protection des AAC peut être mis en oeuvre dans un cadre négocié et contractuel. En effet, les périmÚtres de protection n'étant pas un instrument suffisant pour assurer la protection de la qualité des eaux captées, en particulier en milieu karstique, l'application de mesures de réduction des risques de contamination à l'échelle des aires d'alimentation peut constituer un outil complémentaire efficace, notamment vis-à-vis des pollutions d'origine agricole. En outre, ce dispositif contribue à l'objectif fixé par la directive cadre sur l'eau relatif à l'atteinte du bon état de toutes les zones protégées13 en 2015. La circulaire du 30 mai 200814 préconise que l'opportunité de mise en oeuvre d'un programme d'actions sur l'AAC soit analysée en fonction de : - l'état actuel et la tendance d'évolution de la qualité de la ressource, notamment vis-à-vis des nitrates et des pesticides ; - l'importance stratégique de la ressource, en prenant notamment en compte les besoins d'approvisionnement actuels et futurs, le volume de la ressource, l'importance de la population qu'elle alimente, l'existence ou l'absence de ressources de substitution et le cas échéant la volonté de reconquérir la ressource de captages abandonnés. - l'origine des problÚmes de qualité : les modes de gestion des sols et les pratiques agricoles doivent être jugés comme ayant un impact important. La circulaire du 30 mai 2008 incite notamment à engager ces démarches dans deux types de situation : 1) Dans les cas où il existe une « tendance significative et durable à la hausse » des concentrations en nitrates et pesticides, en référence à la directive 2006/118/CE sur la protection des eaux souterraines contre la pollution et la détérioration ; cette directive prescrit aux Etats membres d'inverser ces tendances à la hausse. Le point de départ de la mise en oeuvre de mesures visant à inverser les tendances à la hausse significatives et durables équivaut à 75 % des valeurs des paramÚtres relatifs aux normes de qualité des eaux souterraines, soit 37 mg/l pour les nitrates, 0,075 g/l par pesticide et 0,35 g/l pour la somme des pesticides. Ces valeurs correspondent aux seuils de qualité dégradée. 2) Dans les cas où les concentrations constatées sont supérieures ou égales aux seuils de qualité dégradée, de façon à répondre à l'objectif de non-dégradation de la qualité des ressources. Pour des captages dont les concentrations en polluants se situent au-delà des seuils de qualité dégradée et présentent une tendance à la hausse, une zone de protection de l'AAC correspondante et un programme d'action doivent être définis par arrêté préfectoral, en application des articles R.114-1 à R.114-10 du code rural. Ainsi, un programme d'actions dans la ZPAAC peut être mis en place sur des bases contractuelles, ou bien par arrêté préfectoral, en fonction de la qualité des eaux brutes et de l'existence d'une tendance à la dégradation. En fonction de ces critÚres, la collectivité concernée peut mobiliser le dispositif réglementaire pour appuyer sa stratégie de protection de la ressource. En effet, même si la mise en oeuvre des programmes d'action doit se faire, autant que possible, dans un cadre négocié et contractuel, par le biais d'un travail de communication et de concertation, le passage à une modalité d'application obligatoire peut constituer un levier utile en cas d'insuffisance de son niveau de mise en oeuvre par les acteurs concernés (exploitants agricoles, propriétaires) par rapport aux objectifs initialement fixés. Articulation de la procédure réglementaire de mise en place des périmÚtres de protection avec le dispositif de protection des AAC Les deux démarches, bien que présentant une complémentarité intéressante en vue de protéger les ressources captées, ne doivent pas être confondues, mais considérées comme distinctes et indépendantes. Il faut éviter en particulier que l'élaboration conjointe des 2 démarches ne ralentisse la procédure réglementaire de mise en place des périmÚtres de protection. Pour les captages en milieu karstique devant faire l'objet d'une procédure réglementaire de mise en place des périmÚtres de protection, deux cas de figures sont à envisager : création d'un nouveau captage ou régularisation réglementaire d'un captage existant. 1) Dans le cas d'une création de captage, et si l'intérêt d'un programme d'actions en ZPAAC est démontré (voir critÚres de la circulaire du 30 mai 2008 explicités plus haut), il est envisageable de mener les deux démarches de façon coordonnée. 2) Dans le cas d'une régularisation de la procédure réglementaire, il est préconisé de déconnecter les deux démarches, et de n'engager le dispositif de protection de l'AAC, si son intérêt est démontré, qu'aprÚs la mise en place des périmÚtres, de façon à ne pas rallonger cette procédure. 13 Les points de captages fournissant plus de 10 m3/jour ou desservant plus de 50 personnes pour l'alimentation en eau ont été recensés dans le registre des zones protégées, au titre de la Directive cadre sur l'eau. 14 Circulaire du 30 mai 2008 relative à la mise en application du décret n 2007- 882 du 14 mai 2007, relatif à certaines zones soumises à contraintes environnementales et modifiant le code rural, codifié sous les articles R. 114-1 à R. 114-10. 39 Dans tous les cas, la priorité doit être donnée à la procédure de DUP d'établissement des périmÚtres de protection. La démarche de mise en place d'un programme d'actions à l'échelle de l'aire d'alimentation du captage en milieu karstique peut intéresser un territoire important en superficie, qui dépasse celui de la collectivité Maître d'ouvrage du captage. La circulaire du 30 mai 2008 indique que la réussite du programme d'actions repose sur une implication forte des collectivités territoriales concernées et sur l'existence d'une animation spécifique. La fonction d'animation ­ concertation revêt un intérêt particulier dans le cas de ressources affectées par des pollutions diffuses (produits phytosanitaires, nitrates) et de bassins d'alimentation étendus (cas des captages de type B). Fontaine de Labastide - Murat (Lot) - Photo GINGER Il convient d'identifier un Maître d'ouvrage collectif, qui assurera un rÃŽle de coordination avec les services de l'Etat et l'ensemble des acteurs locaux : il peut s'agir d'une collectivité territoriale, d'un groupement de collectivités ou d'un syndicat mixte. De fait, les structures porteuses de la procédure de mise en place des périmÚtres de protection et de la démarche en AAC sont le plus souvent différentes. Etablissement de la cartographie de la vulnérabilité intrinsÚque Une cartographie de la vulnérabilité intrinsÚque sur l'aire d'alimentation du captage doit être obligatoirement établie, selon une méthode standardisée bien adaptée au karst. Dans le cadre de la procédure réglementaire de mise en place des périmÚtres de protection, la réglementation demande une étude de la vulnérabilité de la ressource. L'annexe III de l'arrêté du 20 juin 2007 précise que l'appréciation de la vulnérabilité doit être réalisée en fonction : - de la nature de la ressource, - de la protection naturelle de la ressource et des caractéristiques des formations de recouvrement, - des échanges possibles entre aquifÚres et/ou avec les eaux superficielles. Les textes réglementaires ne fournissent pas de précision quant aux méthodes à utiliser et aux informations à fournir. En domaine karstique en particulier, où la vulnérabilité est trÚs variable spatialement, l'évaluation des risques de pollution des eaux nécessite une analyse croisée entre les cartographies des sources potentielles de pollution et la vulnérabilité intrinsÚque. Il est donc indispensable d'établir une cartographie de la vulnérabilité intrinsÚque sur l'aire d'alimentation du captage. Le manque de méthode de référence adaptée au karst pour l'évaluation de la vulnérabilité intrinsÚque et la définition des périmÚtres de protection a constitué une des principales difficultés pour la conduite des procédures de protection en milieu karstique. Une méthode a été développée pour répondre à ce besoin, dont l'utilisation est recommandée. La méthode PaPRIKa dont l'acronyme signifie « Protection des aquifÚres karstiques basée sur la Protection, le Réservoir, l'Infiltration et le degré de Karstfication » est une méthode multicritÚre à index avec systÚme de pondération issue de la méthode EPIK (utilisée en Suisse) et constituant une évolution récente de la méthode RISKE. La principale évolution de la méthode PaPRIKa par rapport à la méthode RISKE est qu'elle prend mieux en compte les transits rapides locaux liés aux axes de drainage qui constituent une des particularités de l'aquifÚre karstique. La méthode doit être systématiquement mise en oeuvre à l'échelle de l'aire d'alimentation du captage. En effet, la définition de l'aire d'alimentation est un préalable primordial à la procédure de mise en place des périmÚtres de protection en milieu karstique du fait de l'organisation des écoulements. 40 La méthode PaPRIKa a été déclinée en deux versions: PaPRIKaressource et PaPRIKacaptage. Elle permet à la fois de cartographier la vulnérabilité intrinsÚque vis-à-vis de la pollution diffuse (PaPRIKaressource) et vis-à-vis des pollutions ponctuelles et accidentelles (PaPRIKacaptage) en tenant compte des temps de transit. Pour obtenir la carte PaPRIKacaptage, il est nécessaire de réaliser dans un premier temps la cartographie de la vulnérabilité intrinsÚque de la ressource (PaPRIKaressource). Les cartes obtenues répartissent la vulnérabilité en 5 classes, allant de 0 à 4 ; 0 étant la vulnérabilité la plus faible, 4 étant la vulnérabilité la plus forte. L'échelle de la cartographie doit être adaptée aux objectifs recherchés. Pour les actions à l'échelle des aires d'alimentation, une cartographie au 1/25 000Úme est suffisante. En revanche, pour les périmÚtres de protection (PaPRIKacaptage), le rendu cartographique doit être à l'échelle cadastrale au moins pour les zones les plus vulnérables. En effet, les périmÚtres de protection doivent être autant que possible adaptés aux limites parcellaires. La méthode PaPRIKa a été testée sur une dizaine de sites en France correspondant à des contextes géologiques variés (régions tabulaires, montagnes, craie de Normandie...). Elle a pour particularité de permettre d'apprécier la vulnérabilité par rapport à 2 cibles : - la ressource : vulnérabilité aux pollutions diffuses de la zone saturée au droit des zones d'alimentation, tenant compte uniquement du transit vertical dans la zone non-saturée ; - le captage : vulnérabilité aux pollutions accidentelles de l'exutoire naturel ou artificiel du systÚme, tenant compte du transit horizontal. Doline sur le plateau de Caussols (Alpes-Maritimes) Photo Philippe CROCHET Cette méthode est décrite en détail dans le rapport « Cartographie de la vulnérabilité intrinsÚque des aquifÚres karstiques ­ Guide méthodologique de la méthode PaPRIKa » (BRGM, ONEMA, octobre 2009). 41 La méthode PaPRIKa a aussi été retenue comme méthode de référence pour la cartographie de la vulnérabilité vis-à-vis des pollutions diffuses dans les aires d'alimentation des captages en milieu karstique : voir guide méthodologique du BRGM « Délimitation des bassins d'alimentation des captages et cartographie de leur vulnérabilité vis-à-vis des pollutions diffuses», septembre 2007. Occupation du sol origine des contaminations potentielles SCHÉMA CONCEPTUEL D'UN AQUIFÈRE KARSTIQUE AVEC LE POSITIONNEMENT DES Précipitations DIFFÉRENTS CRITÈRES (D'APRÈS COST 620, ZWAHLEN ET AL ­ 2004) Occupation du sol origine des contaminations potentielles Précipitations Occupation du sol origine des contaminations potentielles Concentration du ruissellement In ltration dans la zone non saturée (I) PremiÚre cible Présence surface des eaux souterraines d'eau bleue Concentration du ruissellement Concentrat du ruissellem In ltration dans la zone non saturée (I) PremiÚre cible surface des eaux souterraines Captage In ltration dans la zone non saturée (I) Présence PremiÚre cible d'eau bleue surface des eaux souterraines Captage sols Sol (S)(S) RESSOURCE RESSOURCE DeuxiÚme cible Captage Couverture protectrice (P) Couverture protectrice (P) Epikarst Epikarst Présence d'eau bleue RESSOURCE Sol (S) DeuxiÚme cible Captage Couverture protectrice (P) Epikarst Roche réservoir (R) Roche réservoir (R) Roche réservoir(R) Réseau de drainage karstique (K) Réseau de drainage karstique (K) Sol (S) PLUS DE DETAILS SUR LA METHODE PAPRIKA Réseau de drainage karstique (K) Cette méthode utilise un modÚle conceptuel de l'aquifÚre karstique pour déterminer 4 critÚres : - P pour couverture Protectrice : Correspond à la structure la plus protectrice résultant de la combinaison du critÚre Sol, des caractéristiques de la zone non saturée (lithologie, épaisseur, fracturation) et le fonctionnement épikarstique; - R pour nature du réservoir souterrain : Caractérise la potentialité de la roche à être karstifiée ; - I pour la nature de l'infiltration : caractérise les conditions d'infiltration diffuse et ponctuelle à partir des pentes et de la cartographie des pertes, dolines et avens, ainsi que la distance aux cours d'eau alimentant la perte ; - K pour degré de karstification et de fonctionnement du systÚme karstique : tient compte du degré d'organisation des écoulements et souligne la position des axes de drainage connus à partir des études hydrogéologiques et/ ou reconnus par exploration directe. STRUCTURE Fonctionnement d'un aquifÚre épikarstique "E" Zone non Saturée "ZNS" Formations pédologiques et géologiques => Indice le plus protecteur = P Poids total = 0.4 Poids total = 0.6 FONCTIONNEMENT Couverture protectrice (P) Protection de l'aquifÚre "P" Conditions d'infiltration "I" Organisation des différents critÚres de la méthode PaPRIKa en fonction de la structure et du fonctionnement des aquifÚres karstiques (extrait du guide BRGM-ONEMA, octobre 2009) + Roche Réservoir "R" + Degré de karstification "Ka" Cartographie de la VULNERABILITE intrinsÚque de la RESSOURCE + Conditions d'infiltration Adaptation - Temps de transit "I'" = Caractérisation de la vulnérabilité intrinsÚque de la SOURCE 42  (ATTENTION: OPTION šres crues du cycle, crues de hautes eaux). - L'évaluation initiale de la qualité et l'identification des sources de pollution impactantes servent ultérieurement de base à une définition précise et ciblée des mesures dans les périmÚtres de protection (et le cas échéant des actions dans l'AAC) ; le but est en effet, compte tenu de l'importance des surfaces concernées et des répercussions socioéconomiques des prescriptions, de réduire au strict nécessaire les mesures contraignantes au sein des périmÚtres et du bassin d'alimentation. 36 Pour les nouveaux captages L'évaluation initiale de la qualité de l'eau captée est à conduire de façon complÚte, en conformité avec les exigences réglementaires. Des recommandations complémentaires sont indiquées ci-aprÚs par type de captage. Pour les captages de type A L'état initial de la qualité de la ressource doit respecter le protocole suivant : - Il est établi sur au moins 6 mois comprenant obligatoirement la fin de l'étiage et le début des hautes eaux. - Les prélÚvements sont référencés ou mieux déclenchés en fonction des variations d'un marqueur pertinent de l'évolution hydrochimique des eaux ; la conductivité est généralement un bon indicateur mais la turbidité peut également être utilisée ; ce marqueur doit être enregistré en continu. - La liste minimale des paramÚtres à analyser est fixée par l'arrêté du 11 janvier 2007 ; des paramÚtres supplémentaires peuvent être recherchés en fonction des activités présentes à la surface de l'aire d'alimentation. - Au minimum trois campagnes d'analyses sont à réaliser : basses eaux, hautes eaux, crues de début de cycle. Pour les captages de type B L'état initial doit être établi sur au moins un cycle hydrologique (d'étiage à étiage). - Les prélÚvements doivent être référencés ou mieux déclenchés en fonction des variations d'un marqueur pertinent de l'évolution hydrochimique des eaux. La conductivité est généralement un bon indicateur mais la turbidité et/ou les débits (ou hauteurs limnimétriques) peuvent également être utilisés. Ce marqueur devra être enregistré en continu. - La liste minimale des paramÚtres à analyser est fixée par l'arrêté du 11 janvier 2007 ; des paramÚtres supplémentaires peuvent être recherchés en fonction des activités présentes à la surface de l'aire d'alimentation. Mesure de la conductivité à l'exutoire d'une source karstique Photo GINGER 37 - Au minimum quatre campagnes d'analyses sont à réaliser : basses eaux, hautes eaux, crues de début et de fin de cycle ; pour une bonne fiabilité de l'état initial, la réalisation d'analyses mensuelles sur une année peut s'avérer nécessaire. Le nombre d'analyses (entre 4 et 12) est à choisir en fonction de la variabilité du marqueur choisi. Les prélÚvements ponctuels peuvent être complétés par l'analyse en continu, sur toute la période ou sur quelques semaines comprenant la fin de l'étiage et le début des hautes eaux, des teneurs d'un élément particulier (nitrates par exemple). Pour les captages existants On dispose d'un historique de données sur la qualité des eaux captées. La démarche préconisée consiste : 1) Dans un premier temps, à exploiter les données déjà disponibles, issues du contrÃŽle sanitaire, en les analysant en regard des variations des valeurs de conductivité. Il s'agit de déterminer si les données caractérisent bien les différentes conditions hydrologiques. La fréquence des contrÃŽles sanitaires ne suffit généralement pas à bien connaître les variations de la qualité des eaux en période de crue. 2) En fonction de l'analyse des données disponibles, des campagnes de mesures supplémentaires sont éventuellement réalisées. L'historique de données doit être analysé de façon à mettre en évidence les tendances d'évolution des différents contaminants, en particulier pour les nitrates et les pesticides. Pour les captages de type C Le respect des exigences réglementaires minimales (une analyse portant sur les paramÚtres fixés par l'arrêté du 20 juin 2007) peut suffire, sauf demandes complémentaires de la DDASS. La variabilité de la qualité est en effet moins importante que pour les autres types de captages, ce qui d'ailleurs confÚre un intérêt particulier aux captages de type C. Opportunité de la mise en place d'un dispositif de protection de l'aire d'alimentation du captage Dans le cadre de l'élaboration des SDAGE et des programmes de mesure, et suite aux travaux du Grenelle de l'environnement, des captages prioritaires ont été identifiés, sur lesquels le dispositif réglementaire de protection des aires d'alimentation doit être mis en oeuvre. La liste établie en 2009 recense 507 captages parmi les plus menacés par les pollutions diffuses, notamment les nitrates et les produits phytosanitaires12 . Il s'agit, pour chacun de ces captages, de mettre en place un programme d'actions dans la zone de protection de l'AAC d'ici mai 2012. Cette liste de captages pourra faire l'objet de révisions ultérieures. Pour les captages prioritaires dont la procédure réglementaire de mise en place des périmÚtres de protection est à engager ou à régulariser, les 2 démarches seront conduites simultanément. Méthodologie de détermination des captages prioritaires (lettre circulaire du MinistÚre en charge de l'Environnement et du MinistÚre en charge de la Santé du 18 octobre 2007) · Premier critÚre : Sélection des captages dont la qualité de l'eau brute est la plus dégradée, permettant de constituer une premiÚre liste. - contamination par les nitrates : captages pour lesquels la valeur moyenne sur les 5 derniÚres années et supérieure à 40 mg/l et dont l'évolution est en pente croissante ; - contamination par les pesticides, en fonction des concentrations individuelles et totales et du nombre de molécules détectées. · DeuxiÚme critÚre : Sélection dans la premiÚre liste des captages les plus stratégiques, en fonction de l'importance de la population desservie et/ou du caractÚre unique de la ressource prélevée et/ou de l'intérêt stratégique des ressources pour les besoins futurs. · Ajout éventuel à la liste ainsi obtenue de captages abandonnés pour des raisons de mauvaise qualité de l'eau mais dont la reconquête est stratégique à l'échelle locale. 12 Liste disponible sur le site internet du MinistÚre en charge de l'Environnement : http://www.ecologie.gouv.fr/IMG/pdf/LISTE_CAPT_GRENELLE_030809.pdf 38 La mobilisation du dispositif réglementaire est obligatoire pour les captages prioritaires ; pour d'autres captages dont la qualité des eaux est dégradée, le dispositif de protection des AAC peut être mis en oeuvre dans un cadre négocié et contractuel. En effet, les périmÚtres de protection n'étant pas un instrument suffisant pour assurer la protection de la qualité des eaux captées, en particulier en milieu karstique, l'application de mesures de réduction des risques de contamination à l'échelle des aires d'alimentation peut constituer un outil complémentaire efficace, notamment vis-à-vis des pollutions d'origine agricole. En outre, ce dispositif contribue à l'objectif fixé par la directive cadre sur l'eau relatif à l'atteinte du bon état de toutes les zones protégées13 en 2015. La circulaire du 30 mai 200814 préconise que l'opportunité de mise en oeuvre d'un programme d'actions sur l'AAC soit analysée en fonction de : - l'état actuel et la tendance d'évolution de la qualité de la ressource, notamment vis-à-vis des nitrates et des pesticides ; - l'importance stratégique de la ressource, en prenant notamment en compte les besoins d'approvisionnement actuels et futurs, le volume de la ressource, l'importance de la population qu'elle alimente, l'existence ou l'absence de ressources de substitution et le cas échéant la volonté de reconquérir la ressource de captages abandonnés. - l'origine des problÚmes de qualité : les modes de gestion des sols et les pratiques agricoles doivent être jugés comme ayant un impact important. La circulaire du 30 mai 2008 incite notamment à engager ces démarches dans deux types de situation : 1) Dans les cas où il existe une « tendance significative et durable à la hausse » des concentrations en nitrates et pesticides, en référence à la directive 2006/118/CE sur la protection des eaux souterraines contre la pollution et la détérioration ; cette directive prescrit aux Etats membres d'inverser ces tendances à la hausse. Le point de départ de la mise en oeuvre de mesures visant à inverser les tendances à la hausse significatives et durables équivaut à 75 % des valeurs des paramÚtres relatifs aux normes de qualité des eaux souterraines, soit 37 mg/l pour les nitrates, 0,075 g/l par pesticide et 0,35 g/l pour la somme des pesticides. Ces valeurs correspondent aux seuils de qualité dégradée. 2) Dans les cas où les concentrations constatées sont supérieures ou égales aux seuils de qualité dégradée, de façon à répondre à l'objectif de non-dégradation de la qualité des ressources. Pour des captages dont les concentrations en polluants se situent au-delà des seuils de qualité dégradée et présentent une tendance à la hausse, une zone de protection de l'AAC correspondante et un programme d'action doivent être définis par arrêté préfectoral, en application des articles R.114-1 à R.114-10 du code rural. Ainsi, un programme d'actions dans la ZPAAC peut être mis en place sur des bases contractuelles, ou bien par arrêté préfectoral, en fonction de la qualité des eaux brutes et de l'existence d'une tendance à la dégradation. En fonction de ces critÚres, la collectivité concernée peut mobiliser le dispositif réglementaire pour appuyer sa stratégie de protection de la ressource. En effet, même si la mise en oeuvre des programmes d'action doit se faire, autant que possible, dans un cadre négocié et contractuel, par le biais d'un travail de communication et de concertation, le passage à une modalité d'application obligatoire peut constituer un levier utile en cas d'insuffisance de son niveau de mise en oeuvre par les acteurs concernés (exploitants agricoles, propriétaires) par rapport aux objectifs initialement fixés. Articulation de la procédure réglementaire de mise en place des périmÚtres de protection avec le dispositif de protection des AAC Les deux démarches, bien que présentant une complémentarité intéressante en vue de protéger les ressources captées, ne doivent pas être confondues, mais considérées comme distinctes et indépendantes. Il faut éviter en particulier que l'élaboration conjointe des 2 démarches ne ralentisse la procédure réglementaire de mise en place des périmÚtres de protection. Pour les captages en milieu karstique devant faire l'objet d'une procédure réglementaire de mise en place des périmÚtres de protection, deux cas de figures sont à envisager : création d'un nouveau captage ou régularisation réglementaire d'un captage existant. 1) Dans le cas d'une création de captage, et si l'intérêt d'un programme d'actions en ZPAAC est démontré (voir critÚres de la circulaire du 30 mai 2008 explicités plus haut), il est envisageable de mener les deux démarches de façon coordonnée. 2) Dans le cas d'une régularisation de la procédure réglementaire, il est préconisé de déconnecter les deux démarches, et de n'engager le dispositif de protection de l'AAC, si son intérêt est démontré, qu'aprÚs la mise en place des périmÚtres, de façon à ne pas rallonger cette procédure. 13 Les points de captages fournissant plus de 10 m3/jour ou desservant plus de 50 personnes pour l'alimentation en eau ont été recensés dans le registre des zones protégées, au titre de la Directive cadre sur l'eau. 14 Circulaire du 30 mai 2008 relative à la mise en application du décret n 2007- 882 du 14 mai 2007, relatif à certaines zones soumises à contraintes environnementales et modifiant le code rural, codifié sous les articles R. 114-1 à R. 114-10. 39 Dans tous les cas, la priorité doit être donnée à la procédure de DUP d'établissement des périmÚtres de protection. La démarche de mise en place d'un programme d'actions à l'échelle de l'aire d'alimentation du captage en milieu karstique peut intéresser un territoire important en superficie, qui dépasse celui de la collectivité Maître d'ouvrage du captage. La circulaire du 30 mai 2008 indique que la réussite du programme d'actions repose sur une implication forte des collectivités territoriales concernées et sur l'existence d'une animation spécifique. La fonction d'animation ­ concertation revêt un intérêt particulier dans le cas de ressources affectées par des pollutions diffuses (produits phytosanitaires, nitrates) et de bassins d'alimentation étendus (cas des captages de type B). Fontaine de Labastide - Murat (Lot) - Photo GINGER Il convient d'identifier un Maître d'ouvrage collectif, qui assurera un rÃŽle de coordination avec les services de l'Etat et l'ensemble des acteurs locaux : il peut s'agir d'une collectivité territoriale, d'un groupement de collectivités ou d'un syndicat mixte. De fait, les structures porteuses de la procédure de mise en place des périmÚtres de protection et de la démarche en AAC sont le plus souvent différentes. Etablissement de la cartographie de la vulnérabilité intrinsÚque Une cartographie de la vulnérabilité intrinsÚque sur l'aire d'alimentation du captage doit être obligatoirement établie, selon une méthode standardisée bien adaptée au karst. Dans le cadre de la procédure réglementaire de mise en place des périmÚtres de protection, la réglementation demande une étude de la vulnérabilité de la ressource. L'annexe III de l'arrêté du 20 juin 2007 précise que l'appréciation de la vulnérabilité doit être réalisée en fonction : - de la nature de la ressource, - de la protection naturelle de la ressource et des caractéristiques des formations de recouvrement, - des échanges possibles entre aquifÚres et/ou avec les eaux superficielles. Les textes réglementaires ne fournissent pas de précision quant aux méthodes à utiliser et aux informations à fournir. En domaine karstique en particulier, où la vulnérabilité est trÚs variable spatialement, l'évaluation des risques de pollution des eaux nécessite une analyse croisée entre les cartographies des sources potentielles de pollution et la vulnérabilité intrinsÚque. Il est donc indispensable d'établir une cartographie de la vulnérabilité intrinsÚque sur l'aire d'alimentation du captage. Le manque de méthode de référence adaptée au karst pour l'évaluation de la vulnérabilité intrinsÚque et la définition des périmÚtres de protection a constitué une des principales difficultés pour la conduite des procédures de protection en milieu karstique. Une méthode a été développée pour répondre à ce besoin, dont l'utilisation est recommandée. La méthode PaPRIKa dont l'acronyme signifie « Protection des aquifÚres karstiques basée sur la Protection, le Réservoir, l'Infiltration et le degré de Karstfication » est une méthode multicritÚre à index avec systÚme de pondération issue de la méthode EPIK (utilisée en Suisse) et constituant une évolution récente de la méthode RISKE. La principale évolution de la méthode PaPRIKa par rapport à la méthode RISKE est qu'elle prend mieux en compte les transits rapides locaux liés aux axes de drainage qui constituent une des particularités de l'aquifÚre karstique. La méthode doit être systématiquement mise en oeuvre à l'échelle de l'aire d'alimentation du captage. En effet, la définition de l'aire d'alimentation est un préalable primordial à la procédure de mise en place des périmÚtres de protection en milieu karstique du fait de l'organisation des écoulements. 40 La méthode PaPRIKa a été déclinée en deux versions: PaPRIKaressource et PaPRIKacaptage. Elle permet à la fois de cartographier la vulnérabilité intrinsÚque vis-à-vis de la pollution diffuse (PaPRIKaressource) et vis-à-vis des pollutions ponctuelles et accidentelles (PaPRIKacaptage) en tenant compte des temps de transit. Pour obtenir la carte PaPRIKacaptage, il est nécessaire de réaliser dans un premier temps la cartographie de la vulnérabilité intrinsÚque de la ressource (PaPRIKaressource). Les cartes obtenues répartissent la vulnérabilité en 5 classes, allant de 0 à 4 ; 0 étant la vulnérabilité la plus faible, 4 étant la vulnérabilité la plus forte. L'échelle de la cartographie doit être adaptée aux objectifs recherchés. Pour les actions à l'échelle des aires d'alimentation, une cartographie au 1/25 000Úme est suffisante. En revanche, pour les périmÚtres de protection (PaPRIKacaptage), le rendu cartographique doit être à l'échelle cadastrale au moins pour les zones les plus vulnérables. En effet, les périmÚtres de protection doivent être autant que possible adaptés aux limites parcellaires. La méthode PaPRIKa a été testée sur une dizaine de sites en France correspondant à des contextes géologiques variés (régions tabulaires, montagnes, craie de Normandie...). Elle a pour particularité de permettre d'apprécier la vulnérabilité par rapport à 2 cibles : - la ressource : vulnérabilité aux pollutions diffuses de la zone saturée au droit des zones d'alimentation, tenant compte uniquement du transit vertical dans la zone non-saturée ; - le captage : vulnérabilité aux pollutions accidentelles de l'exutoire naturel ou artificiel du systÚme, tenant compte du transit horizontal. Doline sur le plateau de Caussols (Alpes-Maritimes) Photo Philippe CROCHET Cette méthode est décrite en détail dans le rapport « Cartographie de la vulnérabilité intrinsÚque des aquifÚres karstiques ­ Guide méthodologique de la méthode PaPRIKa » (BRGM, ONEMA, octobre 2009). 41 La méthode PaPRIKa a aussi été retenue comme méthode de référence pour la cartographie de la vulnérabilité vis-à-vis des pollutions diffuses dans les aires d'alimentation des captages en milieu karstique : voir guide méthodologique du BRGM « Délimitation des bassins d'alimentation des captages et cartographie de leur vulnérabilité vis-à-vis des pollutions diffuses», septembre 2007. Occupation du sol origine des contaminations potentielles SCHÉMA CONCEPTUEL D'UN AQUIFÈRE KARSTIQUE AVEC LE POSITIONNEMENT DES Précipitations DIFFÉRENTS CRITÈRES (D'APRÈS COST 620, ZWAHLEN ET AL ­ 2004) Occupation du sol origine des contaminations potentielles Précipitations Occupation du sol origine des contaminations potentielles Concentration du ruissellement In ltration dans la zone non saturée (I) PremiÚre cible Présence surface des eaux souterraines d'eau bleue Concentration du ruissellement Concentrat du ruissellem In ltration dans la zone non saturée (I) PremiÚre cible surface des eaux souterraines Captage In ltration dans la zone non saturée (I) Présence PremiÚre cible d'eau bleue surface des eaux souterraines Captage sols Sol (S)(S) RESSOURCE RESSOURCE DeuxiÚme cible Captage Couverture protectrice (P) Couverture protectrice (P) Epikarst Epikarst Présence d'eau bleue RESSOURCE Sol (S) DeuxiÚme cible Captage Couverture protectrice (P) Epikarst Roche réservoir (R) Roche réservoir (R) Roche réservoir(R) Réseau de drainage karstique (K) Réseau de drainage karstique (K) Sol (S) PLUS DE DETAILS SUR LA METHODE PAPRIKA Réseau de drainage karstique (K) Cette méthode utilise un modÚle conceptuel de l'aquifÚre karstique pour déterminer 4 critÚres : - P pour couverture Protectrice : Correspond à la structure la plus protectrice résultant de la combinaison du critÚre Sol, des caractéristiques de la zone non saturée (lithologie, épaisseur, fracturation) et le fonctionnement épikarstique; - R pour nature du réservoir souterrain : Caractérise la potentialité de la roche à être karstifiée ; - I pour la nature de l'infiltration : caractérise les conditions d'infiltration diffuse et ponctuelle à partir des pentes et de la cartographie des pertes, dolines et avens, ainsi que la distance aux cours d'eau alimentant la perte ; - K pour degré de karstification et de fonctionnement du systÚme karstique : tient compte du degré d'organisation des écoulements et souligne la position des axes de drainage connus à partir des études hydrogéologiques et/ ou reconnus par exploration directe. STRUCTURE Fonctionnement d'un aquifÚre épikarstique "E" Zone non Saturée "ZNS" Formations pédologiques et géologiques => Indice le plus protecteur = P Poids total = 0.4 Poids total = 0.6 FONCTIONNEMENT Couverture protectrice (P) Protection de l'aquifÚre "P" Conditions d'infiltration "I" Organisation des différents critÚres de la méthode PaPRIKa en fonction de la structure et du fonctionnement des aquifÚres karstiques (extrait du guide BRGM-ONEMA, octobre 2009) + Roche Réservoir "R" + Degré de karstification "Ka" Cartographie de la VULNERABILITE intrinsÚque de la RESSOURCE + Conditions d'infiltration Adaptation - Temps de transit "I'" = Caractérisation de la vulnérabilité intrinsÚque de la SOURCE 42  INVALIDE) (ATTENTION: OPTION et ciblée des mesures dans les périmÚtres de protection (et le cas échéant des actions dans l'AAC) ; le but est en effet, compte tenu de l'importance des surfaces concernées et des répercussions socioéconomiques des prescriptions, de réduire au strict nécessaire les mesures contraignantes au sein des périmÚtres et du bassin d'alimentation. 36 Pour les nouveaux captages L'évaluation initiale de la qualité de l'eau captée est à conduire de façon complÚte, en conformité avec les exigences réglementaires. Des recommandations complémentaires sont indiquées ci-aprÚs par type de captage. Pour les captages de type A L'état initial de la qualité de la ressource doit respecter le protocole suivant : - Il est établi sur au moins 6 mois comprenant obligatoirement la fin de l'étiage et le début des hautes eaux. - Les prélÚvements sont référencés ou mieux déclenchés en fonction des variations d'un marqueur pertinent de l'évolution hydrochimique des eaux ; la conductivité est généralement un bon indicateur mais la turbidité peut également être utilisée ; ce marqueur doit être enregistré en continu. - La liste minimale des paramÚtres à analyser est fixée par l'arrêté du 11 janvier 2007 ; des paramÚtres supplémentaires peuvent être recherchés en fonction des activités présentes à la surface de l'aire d'alimentation. - Au minimum trois campagnes d'analyses sont à réaliser : basses eaux, hautes eaux, crues de début de cycle. Pour les captages de type B L'état initial doit être établi sur au moins un cycle hydrologique (d'étiage à étiage). - Les prélÚvements doivent être référencés ou mieux déclenchés en fonction des variations d'un marqueur pertinent de l'évolution hydrochimique des eaux. La conductivité est généralement un bon indicateur mais la turbidité et/ou les débits (ou hauteurs limnimétriques) peuvent également être utilisés. Ce marqueur devra être enregistré en continu. - La liste minimale des paramÚtres à analyser est fixée par l'arrêté du 11 janvier 2007 ; des paramÚtres supplémentaires peuvent être recherchés en fonction des activités présentes à la surface de l'aire d'alimentation. Mesure de la conductivité à l'exutoire d'une source karstique Photo GINGER 37 - Au minimum quatre campagnes d'analyses sont à réaliser : basses eaux, hautes eaux, crues de début et de fin de cycle ; pour une bonne fiabilité de l'état initial, la réalisation d'analyses mensuelles sur une année peut s'avérer nécessaire. Le nombre d'analyses (entre 4 et 12) est à choisir en fonction de la variabilité du marqueur choisi. Les prélÚvements ponctuels peuvent être complétés par l'analyse en continu, sur toute la période ou sur quelques semaines comprenant la fin de l'étiage et le début des hautes eaux, des teneurs d'un élément particulier (nitrates par exemple). Pour les captages existants On dispose d'un historique de données sur la qualité des eaux captées. La démarche préconisée consiste : 1) Dans un premier temps, à exploiter les données déjà disponibles, issues du contrÃŽle sanitaire, en les analysant en regard des variations des valeurs de conductivité. Il s'agit de déterminer si les données caractérisent bien les différentes conditions hydrologiques. La fréquence des contrÃŽles sanitaires ne suffit généralement pas à bien connaître les variations de la qualité des eaux en période de crue. 2) En fonction de l'analyse des données disponibles, des campagnes de mesures supplémentaires sont éventuellement réalisées. L'historique de données doit être analysé de façon à mettre en évidence les tendances d'évolution des différents contaminants, en particulier pour les nitrates et les pesticides. Pour les captages de type C Le respect des exigences réglementaires minimales (une analyse portant sur les paramÚtres fixés par l'arrêté du 20 juin 2007) peut suffire, sauf demandes complémentaires de la DDASS. La variabilité de la qualité est en effet moins importante que pour les autres types de captages, ce qui d'ailleurs confÚre un intérêt particulier aux captages de type C. Opportunité de la mise en place d'un dispositif de protection de l'aire d'alimentation du captage Dans le cadre de l'élaboration des SDAGE et des programmes de mesure, et suite aux travaux du Grenelle de l'environnement, des captages prioritaires ont été identifiés, sur lesquels le dispositif réglementaire de protection des aires d'alimentation doit être mis en oeuvre. La liste établie en 2009 recense 507 captages parmi les plus menacés par les pollutions diffuses, notamment les nitrates et les produits phytosanitaires12 . Il s'agit, pour chacun de ces captages, de mettre en place un programme d'actions dans la zone de protection de l'AAC d'ici mai 2012. Cette liste de captages pourra faire l'objet de révisions ultérieures. Pour les captages prioritaires dont la procédure réglementaire de mise en place des périmÚtres de protection est à engager ou à régulariser, les 2 démarches seront conduites simultanément. Méthodologie de détermination des captages prioritaires (lettre circulaire du MinistÚre en charge de l'Environnement et du MinistÚre en charge de la Santé du 18 octobre 2007) · Premier critÚre : Sélection des captages dont la qualité de l'eau brute est la plus dégradée, permettant de constituer une premiÚre liste. - contamination par les nitrates : captages pour lesquels la valeur moyenne sur les 5 derniÚres années et supérieure à 40 mg/l et dont l'évolution est en pente croissante ; - contamination par les pesticides, en fonction des concentrations individuelles et totales et du nombre de molécules détectées. · DeuxiÚme critÚre : Sélection dans la premiÚre liste des captages les plus stratégiques, en fonction de l'importance de la population desservie et/ou du caractÚre unique de la ressource prélevée et/ou de l'intérêt stratégique des ressources pour les besoins futurs. · Ajout éventuel à la liste ainsi obtenue de captages abandonnés pour des raisons de mauvaise qualité de l'eau mais dont la reconquête est stratégique à l'échelle locale. 12 Liste disponible sur le site internet du MinistÚre en charge de l'Environnement : http://www.ecologie.gouv.fr/IMG/pdf/LISTE_CAPT_GRENELLE_030809.pdf 38 La mobilisation du dispositif réglementaire est obligatoire pour les captages prioritaires ; pour d'autres captages dont la qualité des eaux est dégradée, le dispositif de protection des AAC peut être mis en oeuvre dans un cadre négocié et contractuel. En effet, les périmÚtres de protection n'étant pas un instrument suffisant pour assurer la protection de la qualité des eaux captées, en particulier en milieu karstique, l'application de mesures de réduction des risques de contamination à l'échelle des aires d'alimentation peut constituer un outil complémentaire efficace, notamment vis-à-vis des pollutions d'origine agricole. En outre, ce dispositif contribue à l'objectif fixé par la directive cadre sur l'eau relatif à l'atteinte du bon état de toutes les zones protégées13 en 2015. La circulaire du 30 mai 200814 préconise que l'opportunité de mise en oeuvre d'un programme d'actions sur l'AAC soit analysée en fonction de : - l'état actuel et la tendance d'évolution de la qualité de la ressource, notamment vis-à-vis des nitrates et des pesticides ; - l'importance stratégique de la ressource, en prenant notamment en compte les besoins d'approvisionnement actuels et futurs, le volume de la ressource, l'importance de la population qu'elle alimente, l'existence ou l'absence de ressources de substitution et le cas échéant la volonté de reconquérir la ressource de captages abandonnés. - l'origine des problÚmes de qualité : les modes de gestion des sols et les pratiques agricoles doivent être jugés comme ayant un impact important. La circulaire du 30 mai 2008 incite notamment à engager ces démarches dans deux types de situation : 1) Dans les cas où il existe une « tendance significative et durable à la hausse » des concentrations en nitrates et pesticides, en référence à la directive 2006/118/CE sur la protection des eaux souterraines contre la pollution et la détérioration ; cette directive prescrit aux Etats membres d'inverser ces tendances à la hausse. Le point de départ de la mise en oeuvre de mesures visant à inverser les tendances à la hausse significatives et durables équivaut à 75 % des valeurs des paramÚtres relatifs aux normes de qualité des eaux souterraines, soit 37 mg/l pour les nitrates, 0,075 g/l par pesticide et 0,35 g/l pour la somme des pesticides. Ces valeurs correspondent aux seuils de qualité dégradée. 2) Dans les cas où les concentrations constatées sont supérieures ou égales aux seuils de qualité dégradée, de façon à répondre à l'objectif de non-dégradation de la qualité des ressources. Pour des captages dont les concentrations en polluants se situent au-delà des seuils de qualité dégradée et présentent une tendance à la hausse, une zone de protection de l'AAC correspondante et un programme d'action doivent être définis par arrêté préfectoral, en application des articles R.114-1 à R.114-10 du code rural. Ainsi, un programme d'actions dans la ZPAAC peut être mis en place sur des bases contractuelles, ou bien par arrêté préfectoral, en fonction de la qualité des eaux brutes et de l'existence d'une tendance à la dégradation. En fonction de ces critÚres, la collectivité concernée peut mobiliser le dispositif réglementaire pour appuyer sa stratégie de protection de la ressource. En effet, même si la mise en oeuvre des programmes d'action doit se faire, autant que possible, dans un cadre négocié et contractuel, par le biais d'un travail de communication et de concertation, le passage à une modalité d'application obligatoire peut constituer un levier utile en cas d'insuffisance de son niveau de mise en oeuvre par les acteurs concernés (exploitants agricoles, propriétaires) par rapport aux objectifs initialement fixés. Articulation de la procédure réglementaire de mise en place des périmÚtres de protection avec le dispositif de protection des AAC Les deux démarches, bien que présentant une complémentarité intéressante en vue de protéger les ressources captées, ne doivent pas être confondues, mais considérées comme distinctes et indépendantes. Il faut éviter en particulier que l'élaboration conjointe des 2 démarches ne ralentisse la procédure réglementaire de mise en place des périmÚtres de protection. Pour les captages en milieu karstique devant faire l'objet d'une procédure réglementaire de mise en place des périmÚtres de protection, deux cas de figures sont à envisager : création d'un nouveau captage ou régularisation réglementaire d'un captage existant. 1) Dans le cas d'une création de captage, et si l'intérêt d'un programme d'actions en ZPAAC est démontré (voir critÚres de la circulaire du 30 mai 2008 explicités plus haut), il est envisageable de mener les deux démarches de façon coordonnée. 2) Dans le cas d'une régularisation de la procédure réglementaire, il est préconisé de déconnecter les deux démarches, et de n'engager le dispositif de protection de l'AAC, si son intérêt est démontré, qu'aprÚs la mise en place des périmÚtres, de façon à ne pas rallonger cette procédure. 13 Les points de captages fournissant plus de 10 m3/jour ou desservant plus de 50 personnes pour l'alimentation en eau ont été recensés dans le registre des zones protégées, au titre de la Directive cadre sur l'eau. 14 Circulaire du 30 mai 2008 relative à la mise en application du décret n 2007- 882 du 14 mai 2007, relatif à certaines zones soumises à contraintes environnementales et modifiant le code rural, codifié sous les articles R. 114-1 à R. 114-10. 39 Dans tous les cas, la priorité doit être donnée à la procédure de DUP d'établissement des périmÚtres de protection. La démarche de mise en place d'un programme d'actions à l'échelle de l'aire d'alimentation du captage en milieu karstique peut intéresser un territoire important en superficie, qui dépasse celui de la collectivité Maître d'ouvrage du captage. La circulaire du 30 mai 2008 indique que la réussite du programme d'actions repose sur une implication forte des collectivités territoriales concernées et sur l'existence d'une animation spécifique. La fonction d'animation ­ concertation revêt un intérêt particulier dans le cas de ressources affectées par des pollutions diffuses (produits phytosanitaires, nitrates) et de bassins d'alimentation étendus (cas des captages de type B). Fontaine de Labastide - Murat (Lot) - Photo GINGER Il convient d'identifier un Maître d'ouvrage collectif, qui assurera un rÃŽle de coordination avec les services de l'Etat et l'ensemble des acteurs locaux : il peut s'agir d'une collectivité territoriale, d'un groupement de collectivités ou d'un syndicat mixte. De fait, les structures porteuses de la procédure de mise en place des périmÚtres de protection et de la démarche en AAC sont le plus souvent différentes. Etablissement de la cartographie de la vulnérabilité intrinsÚque Une cartographie de la vulnérabilité intrinsÚque sur l'aire d'alimentation du captage doit être obligatoirement établie, selon une méthode standardisée bien adaptée au karst. Dans le cadre de la procédure réglementaire de mise en place des périmÚtres de protection, la réglementation demande une étude de la vulnérabilité de la ressource. L'annexe III de l'arrêté du 20 juin 2007 précise que l'appréciation de la vulnérabilité doit être réalisée en fonction : - de la nature de la ressource, - de la protection naturelle de la ressource et des caractéristiques des formations de recouvrement, - des échanges possibles entre aquifÚres et/ou avec les eaux superficielles. Les textes réglementaires ne fournissent pas de précision quant aux méthodes à utiliser et aux informations à fournir. En domaine karstique en particulier, où la vulnérabilité est trÚs variable spatialement, l'évaluation des risques de pollution des eaux nécessite une analyse croisée entre les cartographies des sources potentielles de pollution et la vulnérabilité intrinsÚque. Il est donc indispensable d'établir une cartographie de la vulnérabilité intrinsÚque sur l'aire d'alimentation du captage. Le manque de méthode de référence adaptée au karst pour l'évaluation de la vulnérabilité intrinsÚque et la définition des périmÚtres de protection a constitué une des principales difficultés pour la conduite des procédures de protection en milieu karstique. Une méthode a été développée pour répondre à ce besoin, dont l'utilisation est recommandée. La méthode PaPRIKa dont l'acronyme signifie « Protection des aquifÚres karstiques basée sur la Protection, le Réservoir, l'Infiltration et le degré de Karstfication » est une méthode multicritÚre à index avec systÚme de pondération issue de la méthode EPIK (utilisée en Suisse) et constituant une évolution récente de la méthode RISKE. La principale évolution de la méthode PaPRIKa par rapport à la méthode RISKE est qu'elle prend mieux en compte les transits rapides locaux liés aux axes de drainage qui constituent une des particularités de l'aquifÚre karstique. La méthode doit être systématiquement mise en oeuvre à l'échelle de l'aire d'alimentation du captage. En effet, la définition de l'aire d'alimentation est un préalable primordial à la procédure de mise en place des périmÚtres de protection en milieu karstique du fait de l'organisation des écoulements. 40 La méthode PaPRIKa a été déclinée en deux versions: PaPRIKaressource et PaPRIKacaptage. Elle permet à la fois de cartographier la vulnérabilité intrinsÚque vis-à-vis de la pollution diffuse (PaPRIKaressource) et vis-à-vis des pollutions ponctuelles et accidentelles (PaPRIKacaptage) en tenant compte des temps de transit. Pour obtenir la carte PaPRIKacaptage, il est nécessaire de réaliser dans un premier temps la cartographie de la vulnérabilité intrinsÚque de la ressource (PaPRIKaressource). Les cartes obtenues répartissent la vulnérabilité en 5 classes, allant de 0 à 4 ; 0 étant la vulnérabilité la plus faible, 4 étant la vulnérabilité la plus forte. L'échelle de la cartographie doit être adaptée aux objectifs recherchés. Pour les actions à l'échelle des aires d'alimentation, une cartographie au 1/25 000Úme est suffisante. En revanche, pour les périmÚtres de protection (PaPRIKacaptage), le rendu cartographique doit être à l'échelle cadastrale au moins pour les zones les plus vulnérables. En effet, les périmÚtres de protection doivent être autant que possible adaptés aux limites parcellaires. La méthode PaPRIKa a été testée sur une dizaine de sites en France correspondant à des contextes géologiques variés (régions tabulaires, montagnes, craie de Normandie...). Elle a pour particularité de permettre d'apprécier la vulnérabilité par rapport à 2 cibles : - la ressource : vulnérabilité aux pollutions diffuses de la zone saturée au droit des zones d'alimentation, tenant compte uniquement du transit vertical dans la zone non-saturée ; - le captage : vulnérabilité aux pollutions accidentelles de l'exutoire naturel ou artificiel du systÚme, tenant compte du transit horizontal. Doline sur le plateau de Caussols (Alpes-Maritimes) Photo Philippe CROCHET Cette méthode est décrite en détail dans le rapport « Cartographie de la vulnérabilité intrinsÚque des aquifÚres karstiques ­ Guide méthodologique de la méthode PaPRIKa » (BRGM, ONEMA, octobre 2009). 41 La méthode PaPRIKa a aussi été retenue comme méthode de référence pour la cartographie de la vulnérabilité vis-à-vis des pollutions diffuses dans les aires d'alimentation des captages en milieu karstique : voir guide méthodologique du BRGM « Délimitation des bassins d'alimentation des captages et cartographie de leur vulnérabilité vis-à-vis des pollutions diffuses», septembre 2007. Occupation du sol origine des contaminations potentielles SCHÉMA CONCEPTUEL D'UN AQUIFÈRE KARSTIQUE AVEC LE POSITIONNEMENT DES Précipitations DIFFÉRENTS CRITÈRES (D'APRÈS COST 620, ZWAHLEN ET AL ­ 2004) Occupation du sol origine des contaminations potentielles Précipitations Occupation du sol origine des contaminations potentielles Concentration du ruissellement In ltration dans la zone non saturée (I) PremiÚre cible Présence surface des eaux souterraines d'eau bleue Concentration du ruissellement Concentrat du ruissellem In ltration dans la zone non saturée (I) PremiÚre cible surface des eaux souterraines Captage In ltration dans la zone non saturée (I) Présence PremiÚre cible d'eau bleue surface des eaux souterraines Captage sols Sol (S)(S) RESSOURCE RESSOURCE DeuxiÚme cible Captage Couverture protectrice (P) Couverture protectrice (P) Epikarst Epikarst Présence d'eau bleue RESSOURCE Sol (S) DeuxiÚme cible Captage Couverture protectrice (P) Epikarst Roche réservoir (R) Roche réservoir (R) Roche réservoir(R) Réseau de drainage karstique (K) Réseau de drainage karstique (K) Sol (S) PLUS DE DETAILS SUR LA METHODE PAPRIKA Réseau de drainage karstique (K) Cette méthode utilise un modÚle conceptuel de l'aquifÚre karstique pour déterminer 4 critÚres : - P pour couverture Protectrice : Correspond à la structure la plus protectrice résultant de la combinaison du critÚre Sol, des caractéristiques de la zone non saturée (lithologie, épaisseur, fracturation) et le fonctionnement épikarstique; - R pour nature du réservoir souterrain : Caractérise la potentialité de la roche à être karstifiée ; - I pour la nature de l'infiltration : caractérise les conditions d'infiltration diffuse et ponctuelle à partir des pentes et de la cartographie des pertes, dolines et avens, ainsi que la distance aux cours d'eau alimentant la perte ; - K pour degré de karstification et de fonctionnement du systÚme karstique : tient compte du degré d'organisation des écoulements et souligne la position des axes de drainage connus à partir des études hydrogéologiques et/ ou reconnus par exploration directe. STRUCTURE Fonctionnement d'un aquifÚre épikarstique "E" Zone non Saturée "ZNS" Formations pédologiques et géologiques => Indice le plus protecteur = P Poids total = 0.4 Poids total = 0.6 FONCTIONNEMENT Couverture protectrice (P) Protection de l'aquifÚre "P" Conditions d'infiltration "I" Organisation des différents critÚres de la méthode PaPRIKa en fonction de la structure et du fonctionnement des aquifÚres karstiques (extrait du guide BRGM-ONEMA, octobre 2009) + Roche Réservoir "R" + Degré de karstification "Ka" Cartographie de la VULNERABILITE intrinsÚque de la RESSOURCE + Conditions d'infiltration Adaptation - Temps de transit "I'" = Caractérisation de la vulnérabilité intrinsÚque de la SOURCE 42  INVALIDE)