Karst de la Craie

La craie est un aquifère poreux (porosité matricielle jusqu’à 40%), fissuré et karstique (la karstification est plus ou moins importante régionalement), siège à la fois d’écoulements régionaux et de circulations karstiques rapides. Les écoulements de surface s’infiltrent préférentiellement au niveau de dolines (localement appelées bétoires) ou de entonnoirs de dissolution au sein des formations de couverture, qui constituent un aquifère perché temporaire dont le rôle sur la recharge de l’aquifère est essentiel. La proximité de l’estuaire ou de la mer implique sur certains sites une forte incidence des oscillations tidales sur le fonctionnement hydraulique.

Les systèmes correspondent à des karsts binaires développés dans la craie sous couverture de formations superficielles. L’intensité de la karstification varie spatialement au sein du Bassin de Paris. L’observatoire du karst de la craie est constitué de 5 sites ayant des degrés de karstification plus ou moins forts depuis les zones d’introduction jusqu’aux zones de restitution : les 4 premiers sont suivis par le laboratoire M2C de l’Université de Rouen Normandie et le dernier par le laboratoire METIS de Sorbonne Universités (ex UPMC-Paris6)

  • La source et le forage de Norville : cette source est alimentée par un conduit karstique principal dans lequel s’engouffre un petit cours d’eau pérenne. Son bassin versant, de petite taille est principalement utilisé pour l’élevage. Le transfert depuis la surface est très rapide (inférieur à 24h)
  • Les sources de Radicatel : ces sources sont très productives (~ 50 % de l’AEP de l’agglomération havraise) avec des transferts rapides par conduits. Le bassin versant associé est étendu (106 km2) et très rural.
  • Le captage en forage d’Yport : le forage d’Yport est implanté directement au sein d’un conduit karstique d’environ 3 m de diamètre situé à une 40aines de mètres sous la surface du sol. Le BAC est de 230km2
  • Le site d’infiltration de Bouville : ce site de moins de 0.5 km² est un site-test adapté à l’investigation de l’infiltration hétérogène via l’aquifère perché des formations superficielles, qui se vidange au niveau de dolines ou entonnoirs de dissolution non visible dans la topographie en surface. Le site a fait l’objet du développement de méthodes d’investigations hydrogéophysiques, essentiellement par potentiel spontané.
  • La carrière souterraine de Saint Martin le Noeud, creusée dans une craie fracturée peu karstifiée, qui donne accès à la nappe et à des eaux de percolation (sortie de la ZNS). Les transferts depuis la surface sont lents de quelques mois à plusieurs décennies. Ce site fournit un regard sur l’infiltration lente et permet en ce sens d’isoler ce processus spécifiquement des autres modalités d’infiltration.

Ces sites peuvent correspondre à des résurgences karstiques naturelles (Norville, Radicatel), à des captages en forage (Norville, Yport), ou à la zone non saturée en milieu crayeux : la limite zone saturée/zone non saturée (la carrière souterraine de Saint Martin le Nud) ou la zone de recharge avec écoulement en aquifère perché en formations de couverture (Bouville). L’ensemble de ces sites permet donc une caractérisation quasiment exhaustive des différents processus hydrologiques à l’oeuvre dans l’aquifère karstifié de la craie du Bassin de Paris.

Les sites de Radicatel et d’Yport permettent l’alimentation en eau potable de la quasi-totalité de l’agglomération Havraise (CODAH) qui assure la maintenance et la surveillance des sites. Une convention entre le laboratoire M2C et la CODAH a été mise en place. L’étude des autres sites se fait grâce au soutien, entre autres, de la région Normandie et de la région Ile de France, ainsi que des fédérations FR CNRS 3730 SCALE et IPSL. Les activités d’observation du karst de la Craie bénéficient également de l’apport du réseau piézométrique dans ces régions maintenu par le BRGM.

Les sites permettent d’approfondir les connaissances sur :

  • Le rôle de la couverture sur l’infiltration rapide ou lente, notamment par l’étude des liens entre hydrodynamique hydrochimie et hydrogéophysique + la caractérisation de la recharge et des différentes échelles de temps caractéristiques (Saint Martin le Nud);
  • Les liens entre porosités matricielles, de fissures et de conduits (comportement hydrodynamique, transport diffusif, transport dispersif) ;
  • L’impact tidal sur le fonctionnement hydrologique des systèmes karstiques ;
  • Le rôle du karst (puits/source) dans les flux sédimentaires sur les bassins versants. L’influence d’oscillations climatiques de long terme sur l’hydrosystème crayeux karstique est possible grâce au suivi piézométrique patrimonial.
  • Le transfert et la dégradation des contaminants (en particulier agricoles) en milieu crayeux karstifié

Les données recueillies permettent de caractériser les différentes composantes de l’hydrodynamique en fonction de la structure des systèmes karstiques par des approches couplant hydrodynamique, traitement du signal hydrologique, hydrogéophysique, suivi physico-chimique (conductivité/température), grâce à un aquifère présentant une triple porosité et la particularité des formations de recouvrement, constituant un aquifère perché non karstifiable.