Notice de la carte du potentiel infiltration des eaux pluviales
Cartographie du potentiel d’infiltration en fonction de la profondeur de la nappe par rapport au sol
Cette étude réalisée par l’APRONA s’inscrit dans le cadre de l’appui technique au SAGE Ill-Nappe-Rhin et répond à un enjeu majeur de gestion des eaux pluviales sur le territoire alsacien. Les prescriptions du SAGE imposent, pour les nouvelles opérations d’aménagement, que les conditions d’infiltration tiennent compte de la vulnérabilité de la nappe, notamment de sa profondeur en période de hautes eaux, de la nature des rejets, de la perméabilité des sols et du contexte environnemental local. Dans ce cadre, le maintien d’une zone non saturée entre le fond de l’ouvrage d’infiltration et les plus hautes eaux de la nappe doit être de 1 mètre ou plus, avec une tolérance possible à 0,5 mètre lorsque les conditions le permettent. Le contact direct avec la nappe est, quant à lui, explicitement proscrit.
L’objectif de l’étude est de mettre à disposition une cartographie technique d’aide à la décision permettant de mieux apprécier, à l’échelle régionale, les contraintes liées à l’infiltration des eaux pluviales. Cette cartographie a vocation à faciliter l’application des préconisations du SAGE en objectivant les secteurs où la nappe est particulièrement vulnérable, tout en évitant une interdiction uniforme de l’infiltration. Elle doit permettre aux services de l’État, aux collectivités, aux pétitionnaires et à la Commission locale de l’eau de disposer d’un référentiel commun pour qualifier les niveaux de risque associés à l’infiltration.
La méthode retenue repose sur la caractérisation conjointe de la zone non saturée (ZNS) et du fonctionnement hydrodynamique de la nappe, en particulier en période de plus hautes eaux (PHE). Elle combine plusieurs volets complémentaires. Dans un premier temps, les secteurs insuffisamment documentés sont consolidés par des études locales fondées sur la bibliographie existante et, lorsque nécessaire, par l’établissement de cartes piézométriques locales. Dans un second temps, la démarche vise à cartographier les écarts entre le niveau moyen de la nappe et les niveaux de plus hautes eaux, puis à intégrer les remontées de nappe afin de mieux caractériser le risque de remobilisation de polluants. Cette analyse s’appuie également sur les cartes de battement de nappe, à travers la fréquence de dépassement des seuils de profondeur de 0,5 m et de 1 m sous le sol.
L’étude repose sur l’analyse de 348 chroniques piézométriques issues du réseau APRONA et de points arrêtés. Pour chaque point de mesure, une fiche de synthèse a été produite ; elle comprend notamment la localisation de l’ouvrage, la longueur de la chronique, les cotes de PHE de période de retour 10 ans, 50 ans et 100 ans, les cotes des seuils à –0,50 m et –1 m sous le sol, ainsi que des indicateurs sur la profondeur moyenne, minimale et maximale de la nappe. Ces fiches intègrent également plusieurs représentations graphiques, telles que l’évolution temporelle de la nappe, le nombre annuel de jours de dépassement des seuils, les valeurs maximales annuelles et un périodogramme. Un tableau de synthèse regroupe, par ailleurs, le nombre d’années et de jours durant lesquels ces seuils sont atteints ou dépassés.
La détermination de la profondeur de la nappe par rapport au sol s’appuie sur un modèle numérique de terrain (MNT) fondé sur le RGE ALTI® de l’IGN au pas de 5 m, corrigé localement à l’aide de données topographiques complémentaires, notamment issues du LIDAR et d’autres MNT sectoriels. Le produit final est établi à une résolution de 25 m × 25 m, cohérente avec la précision des données piézométriques mobilisées. Le rapport souligne toutefois que ce modèle altimétrique reste une représentation interpolée du relief et qu’il n’est pas strictement conforme à la réalité dans tous les contextes, en particulier là où les données initiales sont peu denses ou absentes.
Pour l’établissement des cartes piézométriques, la démarche part d’une carte de référence en situation de moyennes eaux, correspondant à la situation du 5 mai 2009, élaborée à partir de 339 points de mesure du réseau régional et de réseaux partenaires. Cette carte a été affinée au moyen d’études locales sur plusieurs secteurs, notamment Mommenheim, Molsheim, Giessen, Fecht, Fossé de Sierentz et le Haut-Rhin. Les cartes de PHE sont ensuite obtenues par ajout à cette carte de référence d’une surcote correspondant aux plus hautes eaux. Pour chaque point de mesure, l’écart entre la cote de PHE et la cote de la nappe en moyennes eaux est calculé, puis spatialisé par krigeage sur l’ensemble de la zone d’étude. Trois cartes de PHE sont ainsi produites, pour des périodes de retour de 10 ans, 50 ans et 100 ans. Les cartes de profondeur résultent enfin de la différence entre la cote du sol issue du MNT et la cote de PHE. Pour l’Eurométropole de Strasbourg, l’étude s’appuie sur la cartographie déjà validée dans le cadre du PPRI, approuvé le 20 avril 2018.
Les livrables de l’étude sont clairement identifiés. Ils comprennent :
une analyse des chroniques piézométriques ;
une carte de la ZNS en position moyenne ;
une carte de la ZNS en période de PHE ;
une carte des écarts entre la position moyenne et les PHE ;
une carte de la fréquence de dépassement de la profondeur de 0,5 m ;
une carte de la fréquence de dépassement de la profondeur de 1 m ;
ainsi qu’une carte de synthèse distinguant trois classes de profondeur :
ZNS < 0,5 m, 0,5 m à 1 m, et ZNS > 1 m.
L’étude précise également que cette cartographie a vocation à être croisée avec d’autres paramètres de vulnérabilité ou de risque, notamment les inventaires historiques urbains, les panaches de pollution, les sites et sols pollués, les captages d’eau potable, les périmètres de protection ou encore les échanges nappe-rivière. La carte produite constitue ainsi un support structurant pour l’aide à la décision, mais s’inscrit dans une approche plus large d’évaluation environnementale.
Les résultats montrent qu’en dehors du périmètre de l’Eurométropole de Strasbourg, la zone étudiée couvre 2 348 km². La superficie des secteurs où la nappe se situe à moins d’un mètre de profondeur par rapport au sol atteint 792 km² en PHE décennale, soit 33,7 % de la zone d’étude, 911 km² en PHE cinquantennale, soit 38,8 %, et 975 km² en PHE centennale, soit 41,5 %. Les zones où la nappe remonte à moins de 50 cm représentent respectivement 520 km², 640 km² et 711 km² selon les trois périodes de retour considérées. L’analyse met également en évidence une forte superposition avec les zones à dominantes humides, qui recouvrent environ 60 % des surfaces où la nappe remonte à moins d’un mètre du sol.
Le rapport insiste enfin sur plusieurs limites d’utilisation. D’une part, la précision de la cartographie demeure directement tributaire de la qualité des données altimétriques, en particulier dans les secteurs ne disposant pas de données récentes. D’autre part, le nombre de points de mesure disposant de chroniques suffisamment longues ne permet pas, à lui seul, de tracer directement des cartes de PHE à 50 ans et 100 ans à l’échelle de toute la nappe ; le recours à une méthode indirecte par calcul et spatialisation des écarts introduit donc une part d’incertitude. Par ailleurs, le secteur de la Doller n’a pas été traité, faute de données suffisantes, même si des études hydrogéologiques en cours devraient permettre à terme d’étendre la cartographie à ce secteur. Enfin, à proximité des cours d’eau, les apports en situation de hautes eaux peuvent être localement sous-estimés, les lignes d’eau n’étant pas prises en compte dans le calcul des surcotes.
En conséquence, la carte produite doit être considérée comme un outil régional d’aide à la décision, et non comme un document suffisant à lui seul pour statuer sur la faisabilité d’un projet d’infiltration. Son utilisation doit être complétée par une analyse locale prenant en compte les caractéristiques du site, la qualité des rejets, les propriétés des sols, les risques de pollution et les interactions hydrologiques et hydrogéologiques particulières. Le rapport souligne à ce titre l’intérêt d’une mise à jour régulière de la cartographie afin d’intégrer de nouvelles données altimétriques et les résultats d’études locales complémentaires.