Cartes SILURES Bretagne et explications

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Epaisseur des altérites  

Epaisseur des altérites en place (en mètres). Echelle : 1/250 000. BRGM, 2008. -  voir en grand cette image"
Epaisseur des altérites en place (en mètres). Echelle : 1/250 000. BRGM, 2008.

Comment a été établie cette carte ?

L’épaisseur des altérites   est obtenue par différence entre le Modèle Numérique de Terrain (pas de 250 m) et l’altitude de la base des altérites  .
La méthode de modélisation de l’altitude de la base des altérites   est détaillée dans le rapport final du projet SILURES Bretagne.
La surface de base des altérites   a été construite par krigeage, après étude géostatistique, d’une population de forages d’observation de l’interface altérites  /milieu fissuré.
L’écart-type de krigeage, quantifiant l’erreur associée à la variable interpolée, représente l’essentiel de l’incertitude associée au calcul de l’épaisseur des altérites   en place. La carte d’incertitude est présentée dans le rapport final du projet SILURES Bretagne.
La notion d’altération   est définie dans le glossaire du CD-Rom. A titre d’exemple, en contexte schisteux, l’altérite est une argile faiblement perméable ; et en contexte granitique, il s’agit d’une arène sablo-argileuse plus ou moins perméable.

A quoi sert cette carte ?

  1. A repérer la répartition géographique des altérites   en Bretagne. Ces altérites   constituent un aquifère   situé entre le sol et l’horizon fissuré   des roches. L’altération   météorique a eu pour effet de développer une couverture meuble plus ou moins poreuse en fonction de la minéralogie de la roche mère, et, sous cette couverture meuble, une fissuration intense permettant le drainage des formations meubles sus-jacentes.
  2. A identifier leur présence / absence. Quand elles sont présentes, les altérites   meubles, à porosité importante et faible perméabilité  , ont un rôle d’emmagasinement de l’eau de pluie. Quand elles sont absentes, la roche fissurée affleure. Cet horizon fissuré  , à porosité plus faible mais cependant significative et à perméabilité   plus importante joue un rôle capacitif et transmissif, en collectant et distribuant les eaux issues de l’horizon d’altération   sus-jacent.

Epaisseur du milieu fissuré utile

Epaisseur du milieu fissuré utile (en mètres). Echelle : 1/250 000. BRGM, 2008. -  voir en grand cette image"
Epaisseur du milieu fissuré utile (en mètres). Echelle : 1/250 000. BRGM, 2008.

Comment a été établie cette carte ?

L’horizon fissuré   utile correspond à une épaisseur du sous-sol riche en fissures (provenant de l’altération   des roches) qui apporte la meilleure productivité en terme de débit instantané (cf. explication détaillée dans le rapport final du projet SILURES Bretagne).
L’épaisseur du milieu fissuré utile a été calculée sur une quarantaine de formations géologiques, suffisamment renseignées par des forages d’eau assez profonds sous la base des altérites   meubles.
Sur environ 80 formations géologiques, cette épaisseur du fissuré utile a été déduite à partir du rapport des deux paramètres suivants :

  • débit du milieu fissuré utile (en m3/h),
  • débit du milieu fissuré utile rapporté à la profondeur du forage sous la base des altérites   meubles (en m3/h/m).

La déduction s’est faite grâce à une régression linéaire.
Les incertitudes (écart-type sur la prédiction) associées à l’épaisseur du milieu fissuré utile (en mètres) sont cartographiées dans le rapport final du projet SILURES Bretagne, au niveau des formations géologiques où une extrapolation a été faite.

A quoi sert cette carte ?

  1. A connaître l’épaisseur qu’il sera utile de forer (éventuellement sous les altérites   meubles, si elles existent dans le secteur de prospection) pour obtenir un débit optimum de forage (débit du fissuré utile indiqué dans la carte du même nom).
  2. A visualiser l’épaisseur du milieu fissuré issu de l’altération   des formations géologiques bretonnes.

Débit de l’horizon fissuré   utile

Débits du milieu fissuré utile (en m3/h). Echelle : 1/250 000. BRGM, 2008. -  voir en grand cette image"
Débits du milieu fissuré utile (en m3/h). Echelle : 1/250 000. BRGM, 2008.

Comment a été établie cette carte ?

L’horizon fissuré   utile correspond à une épaisseur du sous-sol riche en fissures (provenant de l’altération   des roches) qui apporte la meilleure productivité en terme de débit instantané (cf. explication détaillée dans le rapport final du projet SILURES Bretagne).
Le débit du fissuré utile a été calculé sur une quarantaine de formations géologiques, suffisamment renseignées par des forages d’eau assez profonds sous la base des altérites   meubles.
Sur environ 80 formations géologiques, ce débit du fissuré utile a été déduit à partir du débit moyen du meilleur quartile (moyenne des débits du quart des meilleurs forages). La déduction s’est faite grâce à la relation existant entre ces deux paramètres (régression linéaire).
Les incertitudes (écart-type sur la prédiction) associées aux débits du milieu fissuré utile (en m3/h) sont cartographiées dans le rapport final du projet SILURES Bretagne, au niveau des formations géologiques où l’extrapolation a été faite.
Dans le rapport, il y a également une représentation, par formation géologique, du pourcentage de forages dont le débit obtenu en foration est inférieur à 10 m3/h (sorte de probabilité d’échec).

A quoi sert cette carte ?

  1. A définir des secteurs où l’exploitation de l’eau souterraine peut être encouragée.
  2. A savoir si un objectif de débit pour un forage est réalisable, ou s’il faut en réaliser plusieurs.

Participation des eaux souterraines   aux débits des rivières bretonnes

Contribution globale annuelle des eaux souterraines à l'alimentation des rivières. Echelle : 1/250 000. BRGM, 2008. -  voir en grand cette image"
Contribution globale annuelle des eaux souterraines à l’alimentation des rivières. Echelle : 1/250 000. BRGM, 2008.

Comment a été établie cette carte ?

Les contours des 70 bassins étudiés correspondent aux bassins versants situés à l’amont des stations de jaugeage (mesure en continu du débit de la rivière).
Les modélisations des 70 bassins versants ont été effectuées avec le logiciel BRGM Gardénia (modèle Global A Réservoirs pour la simulation des DEbits et des NIveaux Aquifères), qui est un modèle hydrologique global de bassins versants.
L’interprétation du débit d’une rivière permet de le décomposer en débit rapide et débit lent. L’écoulement lent est considéré comme souterrain, tandis que l’écoulement rapide prend en compte le ruissellement et les écoulements hypodermiques (l’eau s’infiltre dans le sol et ressort en quelques jours).
Les modélisations ont été réalisées avec un modèle à deux réservoirs souterrains pour simuler les deux régimes d’écoulement existant dans les roches de socle   en Bretagne : un écoulement dans les roches altérées et un écoulement plus profond dans le milieu fissuré.
Le classement des bassins, selon leur contribution globale annuelle des eaux souterraines   à l’alimentation des rivières, se base sur des résultats établis « en sortie » des modèles. Il s’agit du rapport du débit souterrain total annuel (somme des débits des deux réservoirs) sur les pluies efficaces annuelles (quantité d’eau de pluie qui n’est pas évapo-transpirée).
A l’intérieur des rapports annuels SILURES Bretagne, les résultats obtenus sur les bassins versants sont présentés par année et par mois.
Les graphiques montrent que, durant la période d’étiage (généralement de juin à septembre), la participation des eaux souterraines   est importante, voire totale en juillet-août.

A quoi sert cette carte ?

  1. A prendre en compte une participation non négligeable des eaux souterraines   aux débits des rivières (en moyenne sur ces bassins versants, plus de la moitié du débit annuel provient des eaux souterraines  ).
  2. A expliquer la fluctuation mensuelle des teneurs en éléments chimiques (exemple : nitrates  ) dans les eaux de surface, par une participation plus ou moins forte des eaux souterraines  . La connaissance de la qualité chimique de ces eaux est donc conseillée.

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Cartographie de l’inertie du milieu souterrain

Classement de l'inertie du milieu physique souterrain. Echelle : 1/250 000. BRGM, 2008. -  voir en grand cette image"
Classement de l’inertie du milieu physique souterrain. Echelle : 1/250 000. BRGM, 2008.

Comment a été établie cette carte ?

Les contours des 70 bassins étudiés correspondent aux bassins versants situés à l’amont des stations de jaugeage (mesure en continu du débit de la rivière).
Les modélisations des 70 bassins versants ont été effectuées avec le logiciel BRGM Gardénia (modèle Global A Réservoirs pour la simulation des DEbits et des NIveaux Aquifères), qui est un modèle hydrologique global de bassins versants.
Les modélisations ont été réalisées avec un modèle à deux réservoirs souterrains pour simuler les deux régimes d’écoulement existant dans les roches de socle   en Bretagne : un écoulement dans les roches altérées et un écoulement plus profond dans le milieu fissuré.
Le classement de l’inertie du milieu physique souterrain se base sur le résultat d’un paramètre de calage des modèles.
Il s’agit de la somme des temps de demi-tarissement de chacun des deux réservoirs souterrains.
Le temps de demi-tarissement est le temps au bout duquel, en l’absence de recharge   du réservoir souterrain, le débit souterrain du réservoir est divisé par deux.

A quoi sert cette carte ?

  1. A connaître les secteurs où l’inertie du milieu physique souterrain est faible ; dans ce cas, les actions de reconquête de la qualité des eaux de surface seront rapides. Il a été montré, dans le cadre du projet SILURES Bretagne, que la participation des eaux souterraines   aux débits des rivières était importante, voire totale en période d’étiage.
  2. A connaître les secteurs où l’inertie du milieu physique souterrain est forte ; dans ce cas, les actions de reconquête de la qualité des eaux seront lentes.
  3. A expliquer la rapidité (ou lenteur) que met une goutte d’eau à circuler de la surface du sol à l’exutoire d’un bassin versant  , et ainsi le temps existant entre actions de surface et réaction sur la concentration des eaux de surface.

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Géophysique aéroportée

Valorisation des données de géophysiques aéroportées (magnétisme et spectrométrie) - Représentation des secteurs favorables et défavorables à l'implantation de forages d'eau en Bretagne. Echelle : 1/250 000. BRGM, 2008. -  voir en grand cette image"
Valorisation des données de géophysiques aéroportées (magnétisme et spectrométrie) - Représentation des secteurs favorables et défavorables à l’implantation de forages d’eau en Bretagne. Echelle : 1/250 000. BRGM, 2008.

Comment a été établie cette carte ?

En 1998, le Massif Armoricain a été survolé afin de mesurer le magnétisme des roches ainsi que leur radiométrie spectrale (combinaison Uranium-Potassium-Thorium).
Les grilles ont été traitées et ont ensuite fait l’objet d’une analyse structurale automatique qui a permis de tracer des discontinuités géophysiques.
1re hypothèse : ces discontinuités sont la trace d’une fracturation profonde du sous-sol.
2nde hypothèse : la fracturation se fait sentir dans un périmètre de 400 mètres de part et d’autre de la discontinuité.
Ces périmètres ont été tracés autour de toutes les discontinuités géophysiques. Les résultats des forages d’eau ont ensuite été analysés (débit instantané en fin de foration rapporté à la profondeur de l’ouvrage). Les résultats moyens des forages présents ont été associés à chaque discontinuité.
Ceci a permis de déterminer des directions de discontinuités favorables à l’implantation de forages d’eau, des directions défavorables et des directions intermédiaires (notées « neutres »).
La carte n’est renseignée que dans les secteurs où les altérites   meubles ne sont pas présentes, c’est-à-dire où l’épaisseur maximum de l’horizon fissuré   utile n’est pas présente. Dans ce cas, il peut être intéressant de tenter de positionner un forage à proximité de ces discontinuités.

A quoi sert cette carte ?

  1. A identifier l’existence ou pas de discontinuités favorables sur un secteur. Ces discontinuités doivent faire l’objet d’une caractérisation sur le terrain afin de savoir à quoi elles correspondent (filons de quartz, dolérite, contact géologique, faille tectonique…), et si le critère « favorable » est bien fondé.
  2. A connaître les directions de discontinuités favorables régionalement à l’implantation de forages d’eau.

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