Réalisation et mise en service d'un pilote de rabattement de la nappe du Muschelkalk Lochwiller (67)
Vincent Quere  1@  , Eugen Iatan  1, *@  , Nicolas Koeberle  1@  , Frédérik Bugarel  1@  , François Villerez  2@  , Pascale Hanocq  2@  , Valérie Blanchard  2@  , Thierry Beurrier  3@  , Eric Gerardin  3@  , Bastien Tricaud  3@  
1 : Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM)
Ministère de l'écologie de l'Energie, du Développement durable et de l'Aménagement du territoire
2 : Direction Régionale de lÉnvironnement, de lÁménagement et du Logement - Grand Est
Ministère de l'écologie de l'Energie, du Développement durable et de l'Aménagement du territoire
3 : ANTEA GROUP
Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture
* : Auteur correspondant

Une sonde géothermique de 140 m, réalisée en 2008, a permis à l'eau d'une nappe captive profonde (Lettenkohle et Muschelkalk) de remonter et de s'infiltrer dans les couches du Keuper à anhydrite. Son hydratation en gypse est à l'origine d'un soulèvement des terrains alentour ayant provoqué des désordres sur le bâti, perturbant durablement la vie des riverains et gelant l'urbanisation du quartier.

Une solution de pompage dans la nappe profonde a été retenue pour atténuer voire stopper ce phénomène. Le projet visa à neutraliser suffisamment les circulations ascendantes le long de l'ouvrage géothermique défectueux pour éviter l'hydratation des niveaux du Keuper. Ainsi, l' Etat/DREAL a confié au BRGM/DPSM la maitrise d'ouvrage déléguée pour créer un pilote de rabattement (1 forage et 4 piézomètres), sous maitrise d'œuvre Antea Group, supervision des travaux de forage par EGDRILLCONSEIL, avec un marché de travaux réparti en 12 lots.

Peu d'informations, autres que géophysiques, étaient disponibles au-delà de 50 m. Une exploration s'imposait et un sondage de reconnaissance (PMS : Piézomètre Muschelkalk Supérieur), réalisé en septembre 2020, a permis de compléter les connaissances géologiques et hydrogéologiques. Implanté à 3 mètres de la sonde géothermique et carotté jusqu'à 140 mètres, il a confirmé la présence d'anhydrite entre 41 et 46 m. PMS est crépiné au-delà de 86 m, trois aquifères ont été identifiés lors du forage :

- KEUPER, niveau statique à -11 m ;

- LETTENKHOLE, niveau statique à -2 m. Faible venue d'eau vers -60 m ;

- MUSCHELKALK, niveau statique artésien à +20 m, capté par PMS. Venue d'eau par une fracture vers -96 m.

Le piézomètre PKA (Piézomètre Keuper Anhydrite) d'une profondeur de 53 m capte la base du Keuper. PKA est l'ouvrage de référence pour cette formation ne devant plus être alimentée par les eaux profondes.

Le forage de rabattement (FRAB-1), d'une profondeur de 120 m, est étanché sur l'ensemble du Keuper et capte les nappes profondes de la Lettenkohle et du Muschelkalk. FRAB-1 n'a recoupé aucune fracture dans le Muschelkalk et, contre toute attente, l'artésianisme de 20 m rencontré dans PMS n'a pas été retrouvé.

Suite à ce constat, un ouvrage supplémentaire (PL, Piézomètre Lettenkohle) a été foré à 75 m en mars 2021, captant la seule nappe de la Lettenkohle.

Des pompages d'essai ont permis de caractériser les interactions entre les nappes et de dimensionner le pompage. Il a été démontré que l'aquifère du Muschelkalk (mesuré à +20 m dans PMS) n'influence pas la charge des aquifères sus-jacents ; PL est donc l'ouvrage de référence pour la nappe profonde devant être maitrisée. Durant l'été 2021, FRAB-1 a été équipé de sa pompe et le pilotage du débit de prélèvement dans l'aquifère de la Lettenkohle (< 3 m3/h) maintient le niveau d'eau dans PL légèrement sous celui de PKA.

L'ingénierie de haut niveau mise en œuvre a permis de mobiliser les techniques de forages spécifiques à chaque ouvrage pour atteindre les objectifs visés. Le nivellement, opéré depuis 2013, sera poursuivi pour vérifier le ralentissement voire l'arrêt du soulèvement des terrains.


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