Soutenance mémoire
À l’instar des fertilisants, l’industrie fabrique d’abondantes quantités de produits xénobiotiques qui trouvent de nombreuses applications, majoritairement agricoles (lutte contre les adventices, lutte contre les insectes, etc.), mais aussi non agricoles (viabilisation des voiries, entretien des voies ferrées, usage par les particuliers, etc.). Leur utilisation est généralisée et conduit à une détérioration des milieux.
Ces substances indésirables s’accumulent au sein de la ressource en eau. La contamination est devenue préoccupante au point qu’elle fait l’objet d’une attention particulière de la part des pouvoirs décisionnels, d’une part, mais également du monde de la recherche d’autre part. Les eaux souterraines sont touchées et leur situation est devenue préoccupante. Les eaux de surface subissent également des contaminations par ces produits, mais, jusqu’à présent, elles n’ont pas suscité un intérêt aussi marqué de la part du monde scientifique. C’est principalement aux eaux de surface que nous nous sommes intéressés.
Le bassin versant de la Leysse
Description générale du bassin versant
Le bassin versant de la Leysse fait partie d’un ensemble hydrographique plus vaste, constitué du lac du Bourget et de son bassin versant. Le lac du Bourget (Savoie) est situé entre le Jura Savoyard à l’ouest, le massif des Bauges à l’est, la cluse de Chambéry et le massif de la grande Chartreuse au sud et la Chautagne au nord. Dominé par les montagnes, il est parfois qualifié de plus grande réserve d’eau potable en France (Gauthier, 1998). Il contient, en effet, 3,16 milliards de mètres cube d’eau ; c’est ainsi le plus grand lac naturel entièrement contenu sur le territoire français. Sa profondeur atteint 140 m, ce qui fait de lui un lac profond qui s’étire sur 18 km du nord au sud et sur 3,2 km au maximum d’est en ouest. Le temps de résidence de l’eau dans le lac est estimé à 7 ans , celle-ci s’écoule vers le Rhône par le canal de Savière .
Le lac du Bourget abrite une grande quantité d’espèce d’oiseaux, sédentaires ou en migration et est bordé de rives sauvages ou aménagées et de roselières ; enfin il fait l’objet d’une grande attention de la part des pouvoirs publics, notamment au travers de quelques projets phares :
– le projet Grand Lac, 1999-2015 (Conseil Général de la Savoie, 1999) ;
– le contrat de lac (Gauthier, 1998).
Le bassin versant du lac du Bourget se divise en sous-bassins de tailles inégales . Au sud et à l’est, coulent les affluents les plus importants du lac : la Leysse et le Sierroz. À eux deux, ils totalisent plus des trois quarts des 580 km² de la superficie du bassin d’alimentation du lac.
Localisation et taille du sous-bassin versant de la Leysse
Le bassin versant de la Leysse représente près de 60 % de la superficie totale du bassin versant du lac, soit 300 km² environ (Morena, 2000). Il est bordé à l’est par le Mont du Chat et la Montagne de l’Épine, d’orientation nord-sud et qui culminent vers 1 480 m d’altitude. Au sud-ouest, il repose sur une partie du Massif de la Chartreuse où la rivière l’Hyère prend sa source, à proximité du col de Couz. Ce dernier est dominé par le Mont Beauvoir (1 320 m d’altitude) à l’ouest et le Mont Outhéran (1 675 m d’altitude) à l’est. La limite du bassin joint le massif des Bauges par le nord de la combe de Savoie à environ 300 m d’altitude. Elle remonte ensuite le long du massif des Bauges, au nord de Montmélian, où elle suit au sud-est la ligne de crête qui domine la vallée de l’Isère, jusqu’au col du Lindar. Cette portion délimite le sous bassin versant du ruisseau de Ternèze, dominé par la pointe de Galoppaz vers 1 680 m d’altitude. La limite du bassin suit alors une direction sud-nord jusqu’au col de Plainpalais où sourd la Leysse, dominé par le Mont Margeriaz (1 845 m), point culminant du bassin. Il traverse alors le plateau du Mont Revard (à plus de 1 000 m d’altitude) d’est en ouest, jusqu’à sa limite avant de suivre une direction nord-sud vers Chambéry définie par la falaise qui limite le plateau. Au nord de Chambéry, la limite du bassin se dirige vers le nord pour rejoindre le lac du Bourget. Aux basses altitudes, le bassin est occupé par une large vallée glaciaire qui abrite l’agglomération chambérienne qui ne s’élève qu’à une altitude de 300 m environ au maximum. L’exutoire du bassin versant, le lac du Bourget, au nord de celui-ci, est situé aux alentours de 230 m d’altitude.
Le climat
Le climat de type continental est amorti par les influences océaniques. Les précipitations (entre 1 200 et 1 800 mm d’eau par an) sont le plus souvent associées à des vents de secteur nord et sud-ouest. Deux ensembles climatiques peuvent être plus finement distingués en allant d’ouest en est. Les reliefs les plus à l’ouest (Chartreuse, Montagne de l’Épine et Mont du Chat) ont tendance a être les plus arrosés. Le Massif des Bauges, plus à l’est, semble mieux protégé des précipitations. Mais, cerné de larges vallées, il est sous influence des vents du nord ou du sud.
Les eaux de surface
La Leysse prend sa source dans le massif des Bauges, plus précisément au col de Plainpalais, à une altitude de 1 180 m. Elle reçoit sur sa partie amont successivement les apports du Nant Petchi, du ruisseau de Ternèze, de la Reysse et de la Doriaz. Ces quatre affluents prennent tous leur source au sein du massif des Bauges. À l’amont de Chambéry, la rivière quitte le Massif des Bauges. Elle reçoit alors, principalement les apports de l’Albanne qui draine la vallée de Barberaz avant d’atteindre Chambéry puis l’Hyère qui draine la vallée de Couz dans le massif de la Chartreuse,grossie du Nant Forézan. Plusieurs ruisseaux provenant de la Montagne de l’Épine et du Mont du Chat alimentent également le cours principal de la Leysse en aval de Chambéry (le Nant Bruyant et le ruisseau des Combes notamment) de même que quelques affluents prenant leur source directement en fond de vallée (l’Érié et le ruisseau des Marais principalement). Le Belle-Eau est un affluent du lac du Bourget considéré comme appartenant au bassin versant de la Leysse. Bien que sans relation hydrographique avec celle-ci il est tributaire d’une nappe qui relie son propre bassin versant à celui de la Leysse (MailletGuy, 1989).
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Table des matières
Introduction
I Le bassin versant de la Leysse
I.1 Description générale du bassin versant
I.1.1 Localisation et taille du sous-bassin versant de la Leysse
I.1.2 Le climat
I.2 Les eaux de surface
I.3 Les eaux souterraines
I.3.1 Un bassin à fort caractère karstique
I.3.2 La zone aquifère non karstique
I.3.2.1 Situation de la zone aquifère du bassin versant de la Leysse
I.3.2.2 Formation de l’aquifère
I.3.2.3 Caractéristiques de l’aquifère
I.3.3 Les échanges entre eaux de surface et eaux souterraines
I.3.3.1 Transferts d’eau de la rivière vers la nappe
I.3.3.2 Transferts d’eau de la nappe vers la rivière
I.4 Occupation, usage du bassin versant de la Leysse et pressions associées
I.4.1 Amont du bassin, occupations et pressions associées
I.4.2 Aval du bassin
I.4.2.1 Agriculture
I.4.2.2 Urbanisation et industrie
I.5 Principaux usages de la ressource en eau
I.6 Collecte et analyse des données
I.6.1 Les chroniques connues du bassin versant de la Leysse
I.6.1.1 La pluviométrie
I.6.1.2 La limnimétrie
I.6.1.3 La piézométrie
I.6.2 Les autres données à pas de temps régulier
I.6.2.1 La température
I.6.2.2 L’évapotranspiration potentielle
I.6.3 Inventaire des autres données physiques du bassin versant de la Leysse
I.6.3.1 La topographie
I.6.3.2 L’occupation du sol
I.6.3.3 La pédologie
I.6.3.4 La géologie et l’hydrogéologie
I.6.4 Conclusion
I.7 Conclusion du chapitre
II Modélisation hydrodynamique du bassin versant de la Leysse
II.1 Objectifs du modèle
II.1.1 Les modèles mathématiques en hydrologie
II.1.2 Les objectifs du modèle du bassin versant de la Leysse
II.1.3 Choix de l’outil de modélisation
II.2 Le logiciel MIKE SHE
II.2.1 Description du logiciel
II.2.2 Le cycle hydrologique dans le logiciel MIKE SHE
II.2.3 Limites du logiciel
II.3 Caractéristiques d’ensemble du modèle hydrodynamique du bassin versant
de la Leysse
II.3.1 La durée des simulations, le pas de temps de calcul
II.3.2 Le maillage
II.3.3 La topographie
II.3.4 La température
II.3.5 Les conditions aux limites
II.3.6 Les conditions initiales
II.3.7 Les principaux sous-ensembles hydrologiques identifiables
II.4 Les terrains karstiques
II.4.1 Principe de la modélisation
II.4.2 Structure du modèle des karsts
II.4.3 Résultats
II.4.4 Sensibilité du modèle des karsts aux paramètres du « bypass »
II.4.5 Conclusions, pertinence du modèle des karsts
II.5 Zones à écoulement de surface ou de sub-surface prépondérant
II.5.1 Zones concernées
II.5.2 Principes et hypothèses de modélisation
II.5.3 Résultats de la modélisation
II.5.4 Sensibilité à la conductivité hydraulique
II.5.5 Conclusion de la modélisation des terrains à écoulements de surface ou de sub-surface prépondérants
II.6 Zones aquifères
II.6.1 Principe de la modélisation
II.6.1.1 La nappe à surface libre
II.6.1.2 La nappe confinée
II.6.2 Résultats du modèle
II.6.2.1 La nappe à surface libre
II.6.2.2 La nappe à surface libre : sensibilité à l’imperméabilisation
des terrains
II.6.2.3 La nappe confinée et le ruisseau du Belle-Eau
II.6.3 Conclusion
II.7 Modélisation de l’ensemble du bassin versant de la Leysse
II.7.1 Résultats obtenus à l’exutoire
II.7.2 Sensibilité du modèle au pas de temps d’observation de la pluie
II.7.3 Sources d’imprécision du modèle
II.8 Conclusion du chapitre
Conclusion
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