Cretă masa de apă este una dintre cele mai mari mese de apă din Europa. Este o mare acvifer , care prevede 11-12000000000 m 3 de apă pe an.
Furnizează o mare parte din Belgia și nordul îndepărtat al Franței; de la Haute-Normandie la Champagne-Ardenne ( în cazul în care Aflorează și reprezintă 9700 de de km 2 de teritoriu), trecând prin cele mai multe dintre Nord-Pas-de-Calais , Picardia și bazinul de la Paris (care se află în mare parte din ea pe creta DIRECTIVEI Cretacicul superior (peste aproape 110.000 km 2 sau 20% din teritoriul francez).
În partea sa de nord, pânza freatică se scufundă sub Belgia și se ridică la est spre Champagne-Ardenne.
La nord de o linie Calais - Béthune care trece prin Saint-Omer , se scufundă sub învelișul terțiar și devine captiv și, prin urmare, mai puțin bine aprovizionat de suprafață (dar, de asemenea, mai bine protejat de poluarea suprafeței și beneficiind în această zonă de o denitrificare naturală). În acest sector se află 40% din pomparea apei potabile prin foraje. La nord de această linie productivitatea forajelor este din ce în ce mai puțin bună și sunt folosite practic numai pentru agricultură ( irigații , adăpături pentru animale) sau pentru utilizări minore. Câmpurile de bazin din sud-vestul Lillei produc încă o cantitate mare de apă potabilă, dar se află la limita supraexploatării. Acestea sunt din anii 1990 protejate de parcul Deûle, care îndepărtează activitățile poluante și asigură captarea ).
Deoarece acest strat freatic nu este alimentat de topirea ghețarilor , nivelul său variază foarte mult în funcție de anotimpuri și în funcție de pluviometria toamnelor și iernilor (perioada de reîncărcare a stratului freatic). Foaia de cretă fluctuează până la 7 sau 8 m în funcție de an (ploios sau uscat) sub podiș și adesea la câțiva metri sub văi. Pomparea grea poate agrava această variabilitate. Poate alimenta periodic văi uscate mici și înguste perpendiculare pe văi. Aceste văi uscate , uneori foarte înglobate, se numesc „goale”. Pot adăposti habitate naturale rare pentru aceste regiuni, cum ar fi pădurile sau vegetația cunoscută sub numele de „ râpe ” .
După ce a scăzut brusc din cauza pompării industriale și miniere, nivelul mesei de cretă crește și umple golurile lăsate de galeriile minelor, cu consecințe care sunt încă slab măsurate.
Este vulnerabil la nivel local sau deja poluat, dar are mai multe avantaje;
Acest lucru îl face la marginea nordică a bazinului Parisului , pe teritoriul acoperit de Agenția Bazinului Artois-Picardie , acviferul care este de departe cel mai important, atât la suprafață (80% din suprafața teritoriului), cât și „ după volumul de apă furnizată (76,5% din apa potabilă consumată pe acest teritoriu).
Bărbații au devenit conștienți de existența acestei foi unice și imense odată cu apariția geologiei .
Primele modele hidrodinamice ale acestei pânze de apă bazate pe instrumente informatice au fost specificate în anii 1970-1980, în special datorită analizelor izotopice ale trasoarelor.
Acest strat freatic este alimentat de apă de suprafață, de gravitație și mai mult sau mai puțin rapid în funcție de porozitatea materialului ( legea lui Darcy ) și de prezența fracturilor, cavităților, râurilor subterane etc. în cretă. La rândul său, alimentează fluxuri mari de apă, chiar și în perioade de secetă . Mâncarea provine în principal de pe platourile mari cretoase, iar primele debituri sunt sursele și văile râurilor al căror nivel este mai mult sau mai puțin în echilibru cu pânza freatică, ceea ce explică de ce în aceste regiuni poluarea râurilor poate contamina râul. viceversa.
În principiu, apa dintr-o foaie atinge după un anumit timp un echilibru fizico-chimic cu mediul său geologic. În realitate, calitatea sa variază în funcție de locul în care se găsește, timpul de ședere. Acolo suferă transformări naturale și artificiale (contaminări induse de fântâni, canalizări, injecții, scufundări miniere etc. În amonte, un efect de filtru este jucat de maluri și sedimente, „ datorită cărora o parte a elementelor poluante ale râurilor rămâne fixată în sedimente ” (o parte din care poate fi totuși spălată spre mare sau alte părți ale bazinului hidrografic în timpul inundațiilor majore).
În trecut, această pânză freatică provenea dintr-o constelație de mici bazine hidrografice alăturate de câteva râuri care nu erau în contact între ele. Astăzi, în urma săpării numeroaselor canale din nordul Franței și din Belgia, acest strat freatic este potențial în contact cu apa provenită din bazine hidrografice mai îndepărtate. De exemplu, apa pompată în Cambrésis și în bazinul minier sau în regiunea Lille provine din pânza freatică cu cretă și mai exact din pânza freatică Seno-Turoniană care este în contact direct cu Haute-Dêule , Scarpe , Haut-Escaut , Selle , La Sensée și bazinele acestora, aceste bazine fiind, de asemenea, puse artificial în contact cu alte bazine prin săparea canalelor. Cu canalul Sena-Nord , acesta va fi în contact cu pânzele freatice de suprafață din regiunea Parisului.
Timp de două secole, plictisirea canalelor și pomparea industrială sau deshidratarea bazinului minier probabil au modificat semnificativ evoluția piezometrică sezonieră normală a acestui strat freatic. Înainte de aceasta, drenajul zonelor umede mari ar fi putut afecta deja funcționarea acestuia, cel puțin la suprafață. Astăzi (2010), Charbonnages de France monitorizează 320 piezometre ; 9 coborând până la 820 de metri pentru a urma creșterea pânzei freatice în câmpurile de cărbune (se estimează că această creștere ar putea dura până în jurul anului 2100 și apoi va inunda partea diminuată a bazinului minier (cu excepția pompării). Mai departe la periferie, 120 piezometrele coboară la aproximativ 20 m și măsoară variațiile în tavan și calitatea feței de masă adânci din cretă.
Vulnerabilitatea pânzei freatice cu cretă poate fi evaluată dintr-un punct de vedere dublu, cel al cantității de apă stocată și disponibilă și a calității.
Aspecte cantitative : Acest acvifer a fost supus unor pompări foarte intense ( industriale , urbane , domestice și agricole locale ). A suferit efectele pompării de la deshidratarea galeriilor miniere. La nivel local (de exemplu în jurul Lillei) și mai ales în anii de secetă (sau după acești ani) suntem la limita supraexploatării nivelului freatic. În 2002, apa din tabelul cu cretă avea un conținut (mediu) de nitrați de 31 mg / litru. Această rată a crescut în mod regulat de mai bine de 20 de ani, uneori cu mai mult de 0,5 mg / litru pe an în anumite puncte. Această problemă va necesita în cele din urmă tratarea apei.
Aspecte calitative : Această pânză freatică a fost locală în contact cu apele de suprafață foarte poluate (poluare industrială, gunoi de grajd și suspensie agricolă, sechele de război ), fie prin percolarea apei, fie mai direct prin foraje vechi sau puțuri, fie prin fluxuri directe de-a lungul defectelor în sistemele carstice .
Substratul cretos a favorizat o agricultură bogată și, uneori, o densitate mare de locuitori (în jurul Lillei , Amiens , Cambrai de exemplu). Prin urmare, acest subsol cu cretă susține, de asemenea, multe halde vechi de gunoi menajer (cel puțin una pe municipalitate, pentru mii de municipalități). Există, de asemenea, câteva depozite de deșeuri industriale vechi, situri industriale, zone poluate și sedimente.
O mare parte a terenurilor agricole arate sunt afectate în ultimele decenii de pulverizarea regulată și îngrășăminte (azot, fosfați) sau instalația de tratare a efluenților sau gunoi de grajd , gunoi de grajd și excremente de păsări industriale etc. probabil să aducă un factor de poluare cu nitrați de eutrofizare , dar și microbian .
În cele din urmă, în zonele de subsidență minieră , scurgerile majore din rețeaua de canalizare au contribuit la poluarea nivelului freatic și câteva mii de hectare de terenuri brune continuă să elibereze poluanți metalici, metaloidali, organici, organominali, organometalici etc. spre pânza freatică, posibil prin fântâni vechi sau foraje slab sigilate. Deoarece aceste regiuni sunt acoperite cu soluri dedicate în esență uneia dintre cele mai intensive agriculturi din lume, ele au fost contaminate de inputuri agricole (pesticide, dar mai ales de nitrați care sunt foarte solubili în apă. Unii dintre nitrați provin și din ( în nordul Franței) efluenți urbani pierduți în pânza freatică, în special ca urmare a cedării miniere sau a plantelor chimice, după cum arată clar hărțile de poluare cu nitrați, în special în bazinul chirurgic care drenează teritoriul fostei fabrici NITROCHIMIE din Mazingarbe ). Pânza freatică are o anumită capacitate de denitrificare naturală, dar care este depășită aproape peste tot, după cum reiese din analiza apei de foraj la
nivel local (150 de municipalități din 1600 aproximativ în nordul Calaisului), cateșe și alte cavități subterane naturale sau săpate . au primit deșeuri care ar fi putut contamina pânza freatică (fundul unor catehei poate fi chiar inundat iarna și ar putea, conform tuturor opiniilor anticipate ale INERIS, OMM sau ONERC, să fie din ce în ce mai des în contextul așteptat al schimbări climatice ). Pomparea intensă induce un con de retragere care poate usca împrejurimile sondei, dar poate promova și mișcări orizontale ale poluanților. Aproape întregul bazin Artois Picardie, inclusiv întreaga regiune Nord-Pas-de-Calais este clasificat ca zonă vulnerabilă în ceea ce privește directiva privind nitrații .
Anumite acvifere au un potențial interesant pentru energia geotermală , permanentă sau sezonieră, sau pentru stocarea temporară sau sezonieră de calorii sau frigorii. În zona minieră din Nord-Pas-de-Calais , deoarece la sfârșitul XX - lea secol, ca urmare a declinului industriei, stratul spate creta după ce a fost puternic supraexploatate .
Prognoza climatică a Météo-France sugerează că iernile ar putea deveni din ce în ce mai ploioase și răcoroase în această regiune, cu verile totuși mai calde și mai uscate. Rezervorul de cretă ar putea, prin urmare, să se umple mai repede decât se aștepta primele modele.
În același timp, o nouă foaie ( neofolie de cărbune ) se formează în „cărbune” , sau mai precis în golurile miniere (în jur de 100.000 km de galerii în acest bazin unic, mai mult sau mai puțin zdrobite). În urma trăsnetelor) . aceste formațiuni geologice nu au fost odată acvifere, dar aceste goluri se umple acum cu apă, mai mult sau mai puțin rapid în funcție de locație. Apa provine atât din intrările de suprafață, cât și din infiltrarea stratului de cretă. În timpul prăbușirii (din 1850), fisurile au putut să se deschidă în masa stâncoasă și să modifice ireversibil fluxurile subterane și de suprafață; La nivel local, apa depășește sau inundă deja punctele joase și, uneori, terenuri urbanizate, ceea ce impune comunităților să pompeze permanent pentru a epuiza zonele de subsidență minieră .
Aceste tabele par ușor accesibile la nivel local, la un cost redus. Cu toate acestea, acestea constituie un stoc natural gigantic de calorii sau frigorii care a fost puțin exploatat (în afară de câteva experimente, de exemplu în Villeneuve d'Ascq sau în Lille cu încălzirea întregului secol nou prin pompă de căldură.).
La sfârșitul anilor 1970 și la începutul anilor 1980, în cadrul politicilor regionale și naționale de economisire a energiei (în urma crizelor energetice), în timp ce căutam soluții durabile și inovatoare (sloganul era Franța nu are petrol, dar are idei ), geologi și diverși specialiști în energie au venit cu ideea în nordul Franței de a încuraja utilizarea stratului freatic. creta, în special în zona minieră ca sursă de unități termice prin intermediul pompelor de căldură , pentru încălzirea colectivă sau aer condiționat de mari complexe de birouri, industriale sau de locuințe) sau ca depozit de calorii (sau kilocalorii) de origine solară sau industrială (de exemplu din energia fatală pierdută de incineratoare în atmosferă vara, în timp ce aceste calorii ar putea fi folosite în mod util pentru încălzire iarna).
Într-adevăr, la fiecare nivel al pânzei freatice, inclusiv în partea superioară, și chiar mai mult în profunzime (unde crește odată cu gradientul geotermic ), temperatura apei este foarte constantă. În forajele de suprafață existente, apa este extrasă la o temperatură de 10 până la 11 ° C +/- 1 ° C , cu o medie de 11,5 ° C și unele cazuri la 16,1 ° C (în funcție de măsurătorile făcute în jurul anului 1985 pe aproximativ 80 de foraje) .
Cu toate acestea, au existat dificultăți tehnice, în special din cauza debitelor ridicate necesare (disponibile numai în cazul în care creta este destul de fracturată), a durității apei care riscă să scaleze schimbătoarele de căldură și a incertitudinilor cu privire la posibilele modificări ale temperaturii. a apei ( drenajul acid al minelor , care pare a fi evitat de duritatea naturală a acestei ape), poluarea de către agenți corozivi de origine naturală sau industrială sau chiar urbană ( sărarea drumurilor ), riscul de încrustare a biofilmului , local mai important datorită prezența nitraților și scurgeri din canalizare către pânza freatică etc.
În Franța există un cadru administrativ și legal pentru exploatarea pânzelor freatice și, din anii 1980 , mai multe studii s-au concentrat asupra acestui potențial care ar putea fi de interes în contextul adaptării la schimbările climatice .
Potențial, performanțele ridicate ale PAC - urilor (pompelor de căldură) ar putea exploata caloriile internetului și ar putea satisface o parte importantă a nevoilor comunităților și sectorului al treilea , piscine , spitale , depozite, produse de refrigerare , uscare și dezumidificare, sere mari (10 m 3 / h pentru 1000 m 2 de seră) etc. Acest lucru ar necesita debitele de sute de m 3 / h (care pot fi reinjectate în pânza freatică printr-o altă fântână, pentru a forma o buclă termică). Debite foarte mari par posibile în bazinul minier, unde mineritul a jucat într-o oarecare măsură un rol comparabil cu cel al fracturării hidraulice utilizate pentru „activarea” forajului de petrol, gaze sau apă, dar cu un efect bun. O trecere a apei prin lagune naturale care poate fi integrată în rețeaua verde a bazinului minier ar putea chiar ajuta la curățarea acesteia.
AFME a considerat în 1986 că are nevoie de 0,4 până la 1,5 m 3 / h de apă subterană pentru a încălzi o carcasă colectivă echivalentă și de 0,7 până la 3 m 3 / h pentru o carcasă individuală. Progresele tehnice recente în termoizolație ( casă pasivă etc.) și sisteme de pompă de căldură , asociate cu colectoare geotermale verticale, câmpuri de sondă geotermală, piloți de energie etc.) permit acum randamente mult mai bune.
Părea ușor în anii 1970-1980 (înainte de închiderea ultimelor puțuri miniere), în bazinul cărbunelui, să folosiți „ dubluri de foraje ” pentru a lua calorii sau pentru a stoca apă fierbinte în pânza freatică (bucla de circulație a apei care se încălzește sau se răcește în subsol), care îmbunătățesc eficiența pacsurilor de mare putere. Cu toate acestea, există unele frâne, parțial evaluate, inclusiv mineralizarea totală ridicată, precum și duritatea și conținutul local de fier. Riscurile de coroziune sunt foarte mici aici (cu excepția efectului dielectric), dar trebuie controlate riscurile depunerilor de solzi (calcar, fier, sulf mobilizat prin cristalizare sau biofilme bacteriene), deoarece pot afecta puternic capacitățile schimbătorilor de căldură). În acest mediu complex și extrem de artificial, este, de asemenea, necesar să se ia în considerare existența pompării în amonte sau în aval de foraje, care perturbă ceea ce ar fi fluxul natural al pânzei freatice. De asemenea, este necesar să se țină seama de anumite autorizații sau posibilități administrative pentru deversări, costul de funcționare al sistemelor de pompare și ridicare (până la 5.000 m 3 pe zi pentru anumite stații), taxe pentru extragerea apelor subterane, salubrizarea impozitelor etc.).
Există oportunități acolo unde pomparea există și este necesară (epuizarea zonelor urbanizate), în părțile inferioare în care riscul de inundații prin creșterea nivelului freatic este permanent. Acolo, studiul din 1986 a sugerat că ar fi interesant să combinați recuperarea caloriilor cu pompele de deshidratare care își evacuează apa către canale .
În 1986, în Franța pentru apă mai mică de 20 ° C , prelevarea de calorii a fost posibilă fără autorizație, dar orice foraj sau structură trebuia declarată dacă avea o adâncime mai mare de 10 m în pământ (articolul 131 din Codul minier), iar orice foraj mai mare de 80 m a necesitat o autorizație prefecturală (decretul 3 octombrie 1958), precum și orice foraj mai mare de 10 m dacă debitul așteptat a depășit 250 m 3 pe zi. Dincolo de un anumit debit maxim (8 m 3 / h în 1986), orice foraj nedestinat scopurilor casnice (pompa de căldură se încadrează în acest cadru) trebuia să fie declarat Prefectului în termen de 8 zile de la punerea în funcțiune. Bazinele de apă potabilă, cimitirele, anumite prescripții ale documentelor de urbanism , DUP Sau servituțile Poate interzice extragerea. Descărcarea la suprafață sau la pânza freatică utilizată pentru transferul de calorii trebuie să îndeplinească anumite condiții (de exemplu, mai puțin de 30 ° C, fără poluare sau aditivi etc.) sau să solicite autorizarea prefectului.
În viitor, SRCAE (fiind scris în 2011) ar putea conține noi prevederi referitoare la această potențială resursă. Avesnois Parcul Natural Regional este , de asemenea , interesat în această resursă și sugerează un studiu extins la tabele de apă de suprafață, ceea ce ar necesita măsurarea sau modelarea adâncimea și grosimea pânzei freatice, hidrochimia său, transmisivitatilor și temperatura acestuia. Unele date sunt deja disponibile (temperatură, calitometre , pe ADES ; și sondaje profunde pe InfoTerre , vizualizatorul de date geo- științifice BRGM). Stratul de calcar carbonifer ar putea , de asemenea , au fost exploatate termic, dar apoi în Belgia , unde este mai puțin adâncă sau mai scump în nordul Franței (deoarece situat mai mult de 100 m la 200 m adâncime). Dar acest strat freatic este foarte supraexploatat; a scăzut de la 1 la 1,5 metri pe an de mai bine de un secol;
Directiva - cadru privind apa impune tuturor statelor membre pentru a obține o stare ecologică bună a apelor de suprafață până 2015 . Într-o parte din Picardia și nordul Franței și până la Champagne Ardenne ( șampanie cretoasă ), multe râuri depind în totalitate de masa de cretă pentru hrana lor. În aceste zone, populațiile, economia și mediul înconjurător depind, de asemenea, de această pânză freatică pentru nevoile de apă, ceea ce explică de ce a fost creat un „Observator al mesei de cretă” în Champagne-Ardenne sub egida DIREN și a administrațiilor responsabile cu aprovizionarea sau calitatea apei, Agenția pentru Apă din Sena Normandia și BRGM . Primul tablou de bord datează dinMartie 1999. Se actualizează anual.
Acviferul din cretă este considerat o „unitate” omogenă, dar este afectat de procese fizico-chimice, hidrochimice și de stratificare complexe și de fluxuri subterane care au fost modificate prin exploatarea și exploatarea sa. Este foarte poluat la nivel local (în special de chimia carbonului și metalurgie), în special în Lille / Roubaix / Tourcoing și în bazinul minier.
Uneori este necesar să se intervină în profunzime pentru a face față efectelor secundare ale poluării de suprafață.