Fonctionnement de la nappe
Il s'agit d'une carte piézométrique
de la nappe des calcaires de Champigny. Elle représente l'altitude de la nappe, par rapport au niveau de la mer ainsi que le sens d'écoulement de l'eau souterraine.
Une carte piézométrique est obtenue à partir de la hauteur d'eau souterraine dans les forages. Dans ce type d'aquifère dans lequel l'homme ne peut pas pénétrer, seuls les forages permettent d'avoir un regard sur la nappe. AQUI' Brie a ainsi réalisé deux campagnes piézométriques en octobre 2003 et avril 2004 pendant lesquelles le niveau de l'eau a été mesuré dans 350 forages répartis sur le périmètre. Cela a permis d'établir des cartes piézomètriques.Les niveaux piézométriques sont reliés par des courbes qui indiquent l'altitude de la nappe.
L'eau souterraine s'écoule perpendiculairement aux courbes isopièzes, ce qui est matérialisé sur la carte par les flèches. Ainsi, l'eau s'écoule des points hauts de l'aquifère (en blanc) vers les points bas (en bleu foncé) déterminant ainsi un sens d'écoulement global de droite à gauche.
Les crêtes piézométriques (courbes rouges sur la carte) délimitent les trois principaux bassins versants souterrains : le bassin versant de l'Aubetin, les sources de la région provinoise et la fosse de Melun.
L'aquifère
Un aquifère est une couche géologique suffisamment poreuse (qui peut stocker de l'eau) et perméable (où l'eau circule librement) pour contenir une nappe d'eau souterraine. La nappe du Champigny circule entre des roches qui constituent l'aquifère.
L'aquifère des calcaires de Champigny est constitué d'une succession de couches sédimentaires relativement récentes à l'échelle des temps géologiques (50 à 60 millions d'années environ). Il est encadré à sa base par la craie d'âge crétacé supérieur (profondément enfouie, elle est quasi impérméable) et à son sommet par les marnes vertes et supra-gypseuses et les calcaires de Brie. Il est composé des niveaux aquifères de l'Yprésien, du Lutétien, du Saint-Ouen et du Champigny stricto-sensu.
L'aquifère est constitué de roches calcaires, qui ont été dissoutes par les eaux de pluie au fil des millions d'années. Les gouffres en sont les témoignages en surface.
Concrètement il faut imaginer cet aquifère comme une éponge imbibée et lentement traversée par l'eau.
Il s'agit d'un milieu à double porosité : la porosité de l'éponge dans laquelle l'eau s'écoule lentement et la porosité des fissures où l'eau peut circuler rapidement.
Ces deux modes de circulation jouent un rôle important dans la propagation d'une pollution. A lire aussi Le transfert des polluants
L'écoulement de la nappe
L'eau souterraine circule dans l'aquifère, en comblant les pores de la roche et en circulant à l'intérieur des réseaux de fracture qui lézardent l'aquifère. De cette façon, la nappe s'écoule depuis les points hauts vers les points bas de l'aquifère, en direction de ses trois principaux exutoires (la résurgence de la basse vallée de l'Yerres, les sources du Provinois et la Fosse de Melun).
Sa recharge hivernale
Alimentée par les cours d'eau et par l'eau de pluie, la nappe des calcaires de Champigny ne se recharge qu'en hiver ou presque.
Comment ?
La manière dont l'aquifère des calcaires de Champigny se recharge est directement liée à sa structure géologique et particulièrement aux marnes qui le recouvrent. Quand les calcaires sont recouverts par ces marnes imperméables, l'infiltration de l'eau de pluie vers l'aquifère est limitée. Lorsque ces marnes sont partiellement voire totalement décapées par l'érosion, ou poinçonnées par des gouffres, les eaux superficielles peuvent facilement s'infiltrer jusqu'à la nappe. Dans les rivières, on parle alors de perte.
L'eau du Champigny provient d'une part, essentiellement de l'absorption des eaux superficielles (rus, ruissellements, drainages agricoles) par les gouffres et les pertes en rivières et d'autre part, de l'infiltration de l'eau de pluie. La pluie s'infiltre directement dans les zones d'affleurement de l'aquifère mais aussi très lentement à travers la couverture marneuse, pas si imperméable que cela.
En jaune et vert sur la carte, les zones où les marnes sont absentes ou peu épaisses. Ces zones constituent les principaux secteurs de recharge de la nappe, situés principalement dans les cours d'eau.
D'après un bilan effectué par le BRGM et le BURGEAP en 1974, hors secteur des sources de la région de Provins les 3/4 de l'alimentation de la nappe se ferait grâce aux infiltrations d'eaux de surface depuis des pertes en rivière. 1/4 de la recharge s'effectuerait depuis la nappe de Brie, par drainance au travers des marnes. AQUI' Brie a réalisé des suivis complémentaires (jaugeages des cours d'eau, suivis piézométriques, modélisation mathématique) de façon à affiner la connaissance des modes de recharge de l'aquifère. En savoir plus sur les liens entre les nappes.
Compte tenu de ce mode particulier de recharge la qualité des eaux souterraines est intimement liée à la qualité des cours d'eau.
Quand ?
Comment expliquer que certaines années, le niveau de la nappe est au plus bas malgré un printemps et un été pluvieux ? Pour la recharge de la nappe des calcaires de Champigny, tout se joue entre l'automne et le début du printemps. Durant cette période, les plantes et les cultures sont en repos et le sol gorgé d'eau. L'essentiel de l'eau de pluie s'infiltre donc dans le sous-sol jusqu'à atteindre la nappe. Pendant le printemps et l'été, la pluie profite à la végétation et aux cultures. Les périodes où le niveau de la nappe est le plus bas sont principalement causées par une succession d'hivers insuffisamment pluvieux pour recharger la nappe.