Surveillance en continu du front salé dans un fleuve en aval de la station de pompage d’eau potable et alertes par anticipation

Début de la collaboration : 2016

EPTB de la Vilaine

Les besoins clients

Problématique client

Notre client est un EPTB (Etablissement Public Territorial de Bassin) de L’ouest de la France agissant pour une gestion durable de l’eau, des rivières et des milieux aquatiques. En aval du bassin, un barrage sur l’estuaire permet la gestion des niveaux sur le bassin et une réserve d’eau douce alimentant la plus importante unité de production d’eau potable de la région.

Cette réserve est multi usages et peut engendrer des conflits complexes à gérer, notamment en période de sécheresse. Le barrage est équipé d’une écluse, entraînant des intrusions d’eau de mer lors des éclusées. En étiage, une fraction d’eau salée peut remonter dans le plan d’eau et dégrader la qualité de l’eau à la prise d’eau de l’usine. Dans un contexte de changement climatique, les périodes de sécheresse ainsi que les conflits d’usage pourraient devenir plus intenses.

Nous avons été chargés de surveiller l’intrusion d’eau de mer dans le fleuve lors des éclusages et suivre sa propagation jusqu’à prise d’eau potable de l’usine de pompage.

Plusieurs systèmes de monitoring en continu de la conductivité de l’eau sur toute sa hauteur ont été déployés sur des barges au milieu du fleuve. Ces données hautes fréquences verticales et temporelles permettre de détecter l’arrivée des panaches de chlorures et de servir d’alerte et d’aide à la gestion du barrage et des éclusages, en validant ou identifiant des pratiques de gestion.

Patrimoine :
3 sondes SMD

remontées de chlorure sur la Vilaine

La solution Imageau

Des outils d’aide à la décision

Les outils de mesure de salinité en continu innovants en temps réel sont des outils d’aide :

  • Au pilotage des éclusages du barrage ;
  • À la décision de restrictions de certains usages si la ressource est menacée ;
  • À l’optimisation de la gestion de la ressource en eau en fonction des différents usages.

Position des systèmes de mesures en continu de la conductivité de l’eau (SMD) sur barge

Des solutions de mesure de la salinité de l’eau

Pour ce suivi haute fréquence temporel et spatial, trois système de monitoring multi-profondeurs (SMD) de la conductivité de l’eau ont été mise en place sur des barges sur le fleuve. Ces système autonomes et robustes permettent de mesurer la conductivité de l’eau à différentes profondeurs du fleuve en trois endroits différents. Par leur mesure haute fréquence temporel, le suivi de la conductivité du fleuve est quasi-permanent.

Système de mesure de conductivité en continu sur barge

Constats issus du monitoring de la conductivité de l’eau

Les profils verticaux de conductivité mesurés en continu permettent de mettre en évidence un gradient vertical de la conductivité évoluant très rapidement en fonction de la saisonnalité et des jours d’arrêt d’ouverture de l’écluse avec une baisse soudaine des conductivités à tous les niveaux.

Schéma de fonctionnement de la dynamique des chlorures de l’écluse/barrage à la station de pompage avale

La répartition spatiale des mesures multi-niveaux permet de suivre le déplacement du panache d’eau salée, au fond du plan d’eau, entre 6 et 8 m de profondeur pour migrer plus en amont vers l’usine. Des dynamiques basse fréquence (été/hiver) et haute fréquence (de l’ordre de 2/3 jours) sont enregistrées permettant de suivre l’évolution dynamique des chlorures, notamment vers la station de pompage d’eau brute où les chlorures remplissant la fosse face à l’usine par le fond.

Evolution de la conductivité en fonction de la profondeur (ordonnée) et de la date (abscisse) en septembre 2017 mesurée par la SMD proche de l’écluse

 

Courbes de conductivités mesurées par le SMD proche de l’écluse à différentes profondeur sur 2 jours en été 2017

Bénéfices et coûts évités grâce à la surveillance du front salé

Ces données issues de ces système de mesures en continu sont utilisées en temps réel pour :

  • Alerter sur la présence d’un panache et de sa migration vers la zone de captage de l’usine :
    • Action de pilotage : décision pour la restriction des éclusages. Ces décisions ne sont pas sans conséquence car elles ont un vrai impact économique sur l’activité de plaisance sur le fleuve, et donc des conséquences territoriales importantes.
  • Alerter sur l’évolution de la présence de chlorures au plus près de l’exploitation :
    • Action opérationnelle : décision pour limiter les pompages lors de ces périodes afin d’éviter la présence de chlorures dans l’eau brute de la station (limitant ainsi les traitements et les impact corrosifs de l’eau salée sur les tuyaux).

Co-acteurs du projet

Denis Neyens

Denis Neyens

A l’origine du développement de sondes hydro-géophysiques (SMD, Dépôt de Brevet FR2993055A1- (2012)) et en tant que responsable de projets innovants, j’accorde une importance particulière à intégrer dans mes projets une approche multidisciplinaire et multi-échelle basée sur des croisements de données complémentaires (géophysique, hydrogéologique, géochimie..).
Mon expertise s’appuie sur un retour d’expérience de plus de quinze ans de l’analyse et l’interprétation des données afin d’apporter des solutions innovantes de gestion des nappes phréatiques, notamment en zone littorale, impactée par les intrusions salines.

Chargé de projets scientifiques européens au sein d’imaGeau, aujourd’hui je développe des projets collaboratifs (privé/public) sur des solutions de recharge de nappes afin de limiter les impacts des sécheresses et de l’avancée des intrusions salines.

Vous êtes une collectivité ou un exploitant et vous êtes impacté par des remontées d’eau saline ?

picto vague verteLe témoignage de l’EPTB de la Vilaine

« Avoir un outil d’aide à la décision (par le suivi) permettant de ne décider des restrictions qu’en dernier recours est d’un réel intérêt »

Ce suivi permet en période estivale de réaliser une vigilance vis-à-vis de l’intrusion de chlorures via l’écluse et de leur migration vers l’usine d’eau potable. En permettant de capitaliser la donnée, les stations constituent un outil de connaissance et de compréhension de ce phénomène. Elles permettent également d’anticiper les pics de chlorures lors des périodes de sécheresse.

À partir des données, les décisions de restriction d’éclusage sont étayées et ne sont prises que lors des phénomènes à risque déterminés par le suivi. La fermeture des écluses a un impact économique direct sur l’activité de plaisance et sur l’activité territoriale. Avoir un outil d’aide à la décision (par le suivi) permettant de ne décider des restrictions qu’en dernier recours est d’un réel intérêt.

Ce suivi permettrait à terme de piloter un système opérationnel ‘anti-salinité’ (pompage) des chlorures, lorsque celui-ci sera installé dans l’écluse.

Aldo Penasso

RESPONSABLE DU PÔLE EAU POTABLE & HYDRAULIQUE

Le projet en image

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